Korábbi bejegyzéseinkben megjegyeztük az egészségre alkalmazott biometrikus technikák fontosságát, azzal a céllal, hogy az emberek helyett a betegségeket vagy patológiákat felismerjük. Ebben a bejegyzésben bemutatjuk a digitalizált tabletta segítségével nyert, kézzel írott adatok felhasználását esszenciális remegésben szenvedő betegek jellemzésére.

Alapvető remegés

Az esszenciális remegés (ET) egy neurológiai rendellenesség, amely az egész világon embert érint, és 20-szor gyakoribb, mint a Parkinson-kór. Az ET elterjedtsége a nyugati országokban 0,3-4,0% körül mozog. A 40 év körüli férfiak és nők nagyjából egyformán érintettek (incidencia 23,7/100 000 ember évente). Az esszenciális remegést ritmikus remegés (4-12 Hz) jellemzi, amely csak akkor jelentkezik, amikor az érintett izom testmozgást végez. A remegés amplitúdója az életkor függvényében növekszik és változik, de nemi különbség nincs. A fizikai vagy szellemi stressz súlyosbíthatja a remegést is. A Parkinson-kór (PD) és a parkinsonizmus egyszerre fordulhat elő esszenciális remegéssel. Valójában a PD előfordulása a TS-ben szenvedő embereknél magasabb, mint az általános populációban. Ami a tüneteket illeti, a kéz remegése domináns (mint a PD-ben) és szinte minden esetben előfordul, majd más típusú remegések következnek, például a hang, a fej, az arc, a nyak, a nyelv, a láb és a törzs remegése.

A tünetek kezelése és enyhítése érdekében nagyon fontos a betegség első megnyilvánulásainak klinikai kimutatása. A lehetséges biomarkereken belül jó alternatíva lehet az intelligens, nem invazív technikákkal végzett korai felismerés. Egyéb előnyök mellett a nem technikai személyzet is alkalmazhatja ezeket a módszereket, anélkül, hogy megváltoztatná a betegek kapacitását, mert az írás, a rajzok vagy a hang elemzését a betegek nem érzékelik stressztesztként. Másrészt ezek olcsó technikák, és nem igényelnek orvosi felszerelést vagy nagy infrastruktúrát.

Digitalizáló tabletta

Ebben a bejegyzésben a kereskedelemben kapható digitalizáló táblákon keresztül nyert kézzel írt adatok felhasználására fogunk összpontosítani, ugyanazokat, amelyeket a grafikusok általában használnak.

Egy speciális tintatoll segítségével a tabletta (lásd az 1. ábrát) lehetővé teszi a térbeli koordináták (x, y), nyomás, azimut és magassági szögek rögzítését. Ennek a dinamikus adatkészletnek a felhasználásával több információra lehet következtetni, például gyorsulásra, sebességre, pillanatnyi pályaszögre, pillanatnyi mozgásra stb.

írott

1. ábra: Digitizer tabletta (felül) és a belőle kinyerhető információk diagramja (alul)

Remegés értékelése

A remegés értékelésére vagy mérésére az egyik leggyakrabban használt skála a Fahn-Tolosa-Marin [1]. Ebben, más kérdések/gyakorlatok mellett, felkérik Önt, hogy rajzoljon egy archimédészi spirált egy sablon belülről kifelé (lásd a 2. ábrát). A rajz elemzése lehetővé teszi sok információ kivonását a beteg remegésének súlyosságáról. A digitalizáló tábla használatával pontosan ugyanaz a gyakorlat hajtható végre ugyanazzal a sablonnal, helyreállítva a gyakorlatot, mintha tabletta nélkül hajtották volna végre, de a fent tárgyalt összes információval is. Ezért mindezen adatok digitális formátumban való megőrzésével a remegés és annak jellemzői automatikusan feldolgozhatók, amelyek nagy segítséget nyújtanak a betegség korai és pontos diagnosztizálásában.

2. ábra: Az archimédészi spirál gyakorlása Fhan-Tolosa-Marin skálán

A 3. ábra mutat egy példát egy spirálra, amelyet TS-vel rendelkező személy (felső) és egészséges ember (alsó) készített. A függőleges tengely (Z) tartalmazza a papír felületén kifejtett nyomást, a rajz piros része a nulla nyomást jelzi, tehát megfelel az alany által a levegőben végzett mozgásoknak. Ezek a mozgások más típusú alkalmazásokban is nagy érdeklődésre tartanak számot.

3. ábra: Példa spirálra. Téma ET-vel (felül) és kontrollalommal (alul)

A TS-ben szenvedő betegek és az egészséges alanyok automatikus megkülönböztetése érdekében [2] javaslatot tesznek és megvizsgálják ezen adatok különböző lineáris jellemzőinek és változataik (maximális, minimum, átlag és medián) elemzésének érvényességét. Konkrétan a következőket vizsgálják:

1) Idővel kapcsolatos mérések: a levegőben töltött idő, a felszínen töltött idő és a teljes idő.

2) Térkomponensek és azok variánsai: X és Y derékszögű koordináták, magassági szögek (O) és azimut (A), a poláris komponensek modulja és fázisa (Z, illetve R, illetve ezek) vízszintes tengelyre vetítve, mind a nyom a papír felületén, mint a levegőben lévő nyom.

3) Nyomás és változatai: sebesség és gyorsulás, mind a papír felületén, mind a levegőben.

4) A keresztezések aránya nullával: az a sebesség, amely kiértékeli a változásokat (pozitívról negatívra és fordítva) egy jel mentén.

5) Frekvenciatartomány: a jelek spektrális komponensei mind a papír felületén, mind a levegőben.

Mindez a méréskészlet a jelek entrópiáján alapuló mérésekkel együtt lehetővé teszi a remegés jellemzését, és ezekből olyan automatikus osztályozási rendszereket terveznek, amelyek jelzik a remegés jelenlétét vagy hiányát.

A kapott eredmények ígéretesek, és látszólag alkalmazhatóak a valós környezetekben. Ezeket a módszereket jelenleg a Biodonostia Kutatóintézetben tesztelik, és reméljük, hogy hamarosan elérhetővé válnak más központok számára is.

[1] Fahn S, Tolosa E, Concepcion M. Tremor klinikai osztályozási skálája. In: Jankovic J, Tolosa E, szerkesztők. Parkinson-kór és mozgászavarok, 2. kiadás Volim. 1993. Baltimore: Williams és Wilkins; pp. 271–80.