Носимые датчики предсказывают прогрессирование нейродегенеративных заболеваний

Носимые датчики для анализа походки помогают выявить ранние изменения моторики у пациентов с идиопатическим расстройством поведения во время быстрого сна (иРБД) и предсказать развитие болезни Паркинсона. Долгосрочное наблюдение позволяет заметить тонкие изменения в походке, что поддерживает использование неинвазивных и масштабируемых биомаркеров для ранней диагностики и отслеживания заболевания.

Исследование иРБД

В недавней статье, опубликованной в журнале npj Parkinson’s Disease, исследователи изучили, как параметры походки, основанные на данных носимых датчиков, соотносятся с траекториями феноконверсии у пациентов с иРБД и как эти параметры изменяются со временем.

Идиопатическое расстройство поведения во время быстрого сна (иРБД) считается ключевым предшествующим этапом нейродегенеративных α-синуклеинопатий, таких как болезнь Паркинсона (БП) и деменция с тельцами Леви (ДТЛ). У людей с иРБД наблюдается повышенный риск развития этих заболеваний, следуя двум основным траекториям феноконверсии: сначала паркинсонизм, затем деменция или наоборот.

Ранняя идентификация неинвазивных биомаркеров, предсказывающих, какой путь выберет пациент, остается важной клинической задачей. Технология носимых датчиков обладает потенциалом в этой области, позволяя проводить объективный анализ походки, который может выявить тонкие моторные нарушения, предшествующие клинической диагностике.

Преимущества носимых датчиков

Предыдущие исследования показали, что аномалии походки можно обнаружить даже до феноконверсии у людей с иРБД, но предсказательная ценность этих аномалий остается неясной. Традиционные системы инструментального анализа походки обеспечивают точные измерения, но ограничены высокой стоимостью и сложностью.

В свою очередь, носимые датчики, будучи портативными и экономически эффективными, предлагают возможность масштабируемого и реального долгосрочного мониторинга. Результаты предыдущих исследований были неоднозначными, вероятно, из-за методологических различий и гетерогенности когорт иРБД. Кроме того, время феноконверсии варьируется, что усложняет интерпретацию кросс-секционных данных.

Методы исследования

В данном исследовании применен мультисенсорный подход на хорошо охарактеризованной когорте пациентов с иРБД, чтобы изучить ассоциации как с паркинсонизмом, так и с деменцией. Участники прошли комплексные начальные оценки, включая подробные неврологические обследования и когнитивные тесты для определения исходного клинического состояния. Все оценки походки проводились в стандартизированных лабораторных условиях для обеспечения последовательности.

В исследование включили 68 пациентов с диагнозом иРБД, установленным с помощью видеополи­сомнографии, и 61 здорового контрольного участника, сопоставленного по возрасту. Все участники прошли полные неврологические обследования для исключения других заболеваний.

Когорта наблюдалась в течение в среднем 3.68 года, в течение которого 21 участник перешел к нейродегенеративному заболеванию, в основном к БП или ДТЛ. Походка была количественно оценена с помощью шести инерциальных датчиков, установленных на запястьях и лодыжках, а также на груди и поясничной области.

Участники выполняли минутные испытания ходьбы в трех условиях: нормальная скорость, быстрая ходьба и когнитивно нагруженное двойное задание с серийным вычитанием. Ключевые характеристики походки включали длину шага, диапазон и скорость движения рук, вариативность походки и асимметрию, рассчитанные с использованием специализированной аналитической платформы.

Результаты и выводы

На начальном этапе у людей с иРБД были значительно изменены характеристики походки по сравнению с контрольной группой, включая сокращение длины шага, увеличение вариативности и уменьшение амплитуды движения рук. Особенно заметные характеристики походки, такие как укороченная длина шага и увеличенная вариативность времени колебаний, сильнее ассоциировались с переходом к болезни Паркинсона, чем с ДТЛ.

Среди тех, кто перешел, наблюдалась высокая асимметрия в пиковых скоростях движения рук по сравнению с неперешедшими и теми, кто перешел к деменции, что указывает на ранние латерализованные моторные нарушения, связанные с паркинсонизмом. Долгосрочные данные показали более быстрый спад длины шага в условиях двойного задания и большее увеличение затрат на двойное задание для перешедших, указывая на прогрессирующее ухудшение автоматизма походки и способности к выполнению двойных задач.

Эти изменения могут отражать основные дофаминергические и холинергические дефициты, способствующие моторным и когнитивным симптомам. Важно отметить, что параметры походки были более предсказуемыми для феноконверсии по типу паркинсонизма, тогда как значительных предикторов походки для преобразования в деменцию не выявлено, что подчеркивает фенотипическую гетерогенность в прогрессировании заболевания.

Перспективы использования технологии

Исследование подчеркивает уникальную чувствительность метрик походки на основе носимых датчиков к ранним моторным нарушениям у пациентов с иРБД и поддерживает их использование в качестве цифровых биомаркеров для мониторинга заболевания. Сравнение с предыдущими исследованиями подчеркивает преимущества мультисенсорных конфигураций для захвата как параметров движений нижних конечностей, так и движений рук, которые особенно актуальны, учитывая, что асимметрия моторики верхних конечностей часто проявляется раньше при болезни Паркинсона.

Данное исследование предоставляет убедительные доказательства того, что анализ походки, полученный с помощью носимых датчиков, может служить эффективным неинвазивным инструментом для предсказания феноконверсии и определения клинических траекторий у людей с идиопатическим расстройством поведения во время быстрого сна. Использование нескольких инерциальных датчиков позволяет всесторонне охарактеризовать походку и движения рук, фиксируя тонкие моторные изменения, предшествующие клинической диагностике, особенно в направлении паркинсонизма.

Заключение

Изменения в походке при выполнении двойных задач подчеркивают взаимодействие между когнитивными и моторными функциями и метрики, чувствительные к прогрессированию, подходящие для долгосрочного мониторинга. Признавая ограничения, такие как размер выборки и необходимость многоцентровой валидации, исследование предлагает интегрировать технологию носимых датчиков в клиническую практику и будущие терапевтические испытания, нацеленные на предшествующие α-синуклеинопатии. Этот подход имеет потенциал для улучшения ранней стратификации рисков, содействия целенаправленным вмешательствам и повышения оценки результатов через объективные цифровые биомаркеры.

Read more → www.azosensors.com