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Intelligent Parkinson eaRly detectiOn Guiding NOvel Supportive InterventionS

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Mithilfe von Handy-Selfies bereits erste Anzeichen von Parkinson erkennen?

Die Anfangssymptome der Parkinson-Krankheit sind subtil und bleiben meist unbemerkt. Mithilfe einer innovativen mobilen Anwendung hofft nun eine europäische Forschungsgruppe, die Parkinson-Krankheit früh genug diagnostizieren und damit den Ausbruch vieler Symptome hinauszögern zu können.

Gesundheit

Es häufen sich die Hinweise darauf, dass frühzeitiges Eingreifen Parkinson-Symptome wie Tremor, Gebrechlichkeit und emotionale Instabilität aufhalten könnte. Fehlen Biomarker oder Befunde aus routinemäßigen Magnetresonanz- und Computertomografien, so kann die Parkinson-Krankheit jahrelang undiagnostiziert bleiben.

Mobile App erkennt Parkinson-typische Muster

Zur Lösung dieses Problems entwickelte das wissenschaftliche Team des EU-finanzierten Projekts i-PROGNOSIS eine intelligente Lösung auf Basis von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT), die das Parkinson-Risiko durch unauffällige Fernerkundung bestimmter Verhaltensparameter bestimmt. „Da Mobiltelefone in unserem Alltag eine dermaßen zentrale Rolle spielen, können sie dazu genutzt werden, um verhaltensbezogene Informationen auszuwerten, die Rückschlüsse auf unterschwellige Symptome der Parkinson-Erkrankung zulassen, und das viel früher, als diese diagnostiziert werden können“, erklärt Projektkoordinator Leontios Hadjileontiadis. Bei gewohnheitsmäßiger Smartphonenutzung kann die iPrognosis-App Stimme, Bewegungsverhalten, Tippmuster sowie Kontaktverhalten und Lebensstil (GData) erfassen. Personen mit wahrnehmbaren Veränderungen in den GData-Mustern werden gezielteren Tests unterzogen, um von tragbaren Biosensoren und mit dem Internet der Dinge verbundenen Gegenständen des täglichen Lebens zusätzliche sensorische Daten (SData) zu erhalten. Sie erfassen im Wesentlichen Veränderungen im Gang, im Stuhlgang und in der Nahrungsaufnahme. Diese Daten werden mit modernen Verfahren der Big-Data-Analyse und des maschinellen Lernens verarbeitet, um zuverlässige Warnsignale zur Früherkennung von Parkinson-Symptomen zu erzeugen.

Parkinson-Diagnose aus neuer Perspektive

i-PROGNOSIS hat auf der Grundlage der täglichen Smartphonenutzung eine neue Sichtweise darauf erschaffen, wie sich die Anfänge einer Parkinson-Erkrankung im Verhalten der betroffenen Personen widerspiegeln. Das Team hat neue Metriken eingeführt, etwa die Dynamik der Tastenanschläge, die sich aus der Art ergibt, wie jemand auf dem Smartphone tippt, Stimmmerkmale einer Stimmverschlechterung aufgrund der Parkinson-Krankheit sowie Funktionen für die Handhabung von Mobiltelefonen zur Erkennung von Tremor. Anhand der Analyse von Selfies können Hypomimien oder das für Parkinson typische Maskengesicht erkannt werden, während ein intelligenter Gürtel eine Elektrogastrografie durchführen und Darmgeräusche aufzeichnen kann. Diese Messgrößen haben eine Genauigkeit von mehr als 90 % und eine hohe Korrelation mit der klinisch ermittelten UPDRS-Skala (Unified Parkinson's Disease Rating Scale) zur Verlaufsbewertung der Erkrankung gezeigt. Zudem haben die Partner neue IKT-basierte motorische Bewertungstests (Motor Assessment Test, iMAT) eingeführt, um den Status der motorischen Fähigkeiten der Betroffenen wiederzugeben. „Im Gegensatz zu anderen Ansätzen hat i-PROGNOSIS die Technik an die Bedürfnisse und Merkmale der gewünschten Nutzung angepasst und nicht umgekehrt“, betont Hadjileontiadis. Durch unaufdringliche Sensorik und vollständigen Datenschutz konnte das Projekt mehr als 4 500 Personen in die i-PROGNOSIS-Gemeinschaft einbinden. „Es ist ermutigend zu sehen, dass die Menschen allmählich auf unsere Parkinson-Initiative aufmerksam werden und bereit sind, bei der Früherkennung der Parkinson-Erkrankung mitzuhelfen“, fährt er fort.

Interventionen bei Parkinson

Das Konsortium ging von der Parkinson-Hochrisikoprognose aus noch einen Schritt weiter: Es entwarf Maßnahmen in Bezug auf die Parkinson-Krankheit, die in die i-PROGNOSIS-Plattform integriert wurden. Dazu zählt ein personalisiertes Spielepaket, das aus Fitnessspielen (ExerGames) zur Stärkung der Muskelspannung und Wiederherstellung der Gehhaltung, Ernährungsspielen (DietaryGames) zur Anpassung der Ernährungsgewohnheiten, gefühlsbetonte Spiele (EmoGames) zur Förderung der Mimik und H/VGames zur Korrektur der Handschrift besteht. Überdies beinhaltet die Plattform assistierende Interventionen zum Stimmtraining und zur Gangrhythmusführung. Wichtig ist, dass die Nutzerinnen und Nutzer bequem von zu Hause aus an all diesen Interventionen teilnehmen können. Im Rahmen des kürzlich zur Finanzierung eingereichten Nachfolgeprojekts AI-PROGNOSIS wurde das Konsortium auf 25 Partner in ganz Europa erweitert. Geplant ist, die Menschen, bei denen Parkinson erkannt wurde, weitere vier Jahre zu überwachen, die mit künstlicher Intelligenz ausgestatteten Modelle weiter zu verfeinern und neue Messgrößen für eine noch genauere Diagnose der Parkinson-Erkrankung festzulegen.

Schlüsselbegriffe

i-PROGNOSIS, Parkinson-Krankheit, Diagnose, Intervention, mobile Anwendung, Handy-App

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