用睡眠時的呼吸,檢測帕金森??!新研究有望大幅提前診斷時間

▎藥明康德內容團隊編輯
用睡眠時的呼吸,檢測帕金森病!新研究有望大幅提前診斷時間】帕金森病僅次于阿爾茨海默病 , 是全球范圍內第二常見的神經退行性疾病 , 數百萬人深受該病的困擾 。 目前 , 對帕金森病的診斷主要是基于運動癥狀 , 例如靜止性震顫(也就是俗稱的手抖)、肌強直、運動遲緩等 。 但問題是 , 這類癥狀往往在疾病進展多年后才出現 , 而帕金森病的早期診斷始終是一大難題 。
近年來 , 科學家一直在研究早期診斷帕金森病的潛在手段 , 例如利用腦脊液或是神經成像 。 不過 , 這些侵入性的手段價格昂貴 , 而且需要在特定的醫學場所才能進行 , 因此無法用作常規檢測手段 。
最近 , 來自麻省理工學院(MIT)等機構的研究團隊開發了一種借助人工智能(AI)檢測帕金森病的全新手段 。 這一次 , 無需從運動特征中尋找疾病跡象 , 而是直接讀取使用者的呼吸模式 , 這一策略有望將檢測時間提前好幾年 。 該研究發表于《自然·醫學》期刊 。
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這項研究的領導者 , MIT的DinaKatabi教授表示 , 早在1817年 , JamesParkinson醫生在首次描述帕金森病的著作中 , 就注意到了疾病與呼吸的關系 。 此后的研究陸續印證了這一點 , 并且提出了多種解釋:腦干控制呼吸的區域退化、控制呼吸功能的肌肉弱化、睡眠呼吸障礙都被認為可能導致了早期患者的呼吸信號異常 。
Katabi教授指出:“一些研究表明 , 呼吸癥狀早在運動癥狀前數年就已顯現 , 這意味著呼吸特征有潛力在現有的帕金森病診斷之前 , 實現疾病的風險評估 。 ”
如下圖所示 , 對于這項研究使用的系統 , 信號輸入來自使用者在夜間睡眠時的呼吸信號 , 而信號的收集有兩種方式:使用者在胸部或腹部穿戴的呼吸帶;或者是用一個形似路由器的裝置發送無線電信號 , 并提取出使用者的呼吸模式 。
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▲該研究可以通過兩種方式收集使用者睡眠時的呼吸信號 , 并利用AI模型輸出診斷結果(圖片來源:參考資料[1])
隨后 , 系統的神經網絡可以根據收集到的呼吸信號進行分析 。 這個神經網絡學習了如何根據呼吸模式預測定量腦電圖 , 進而輸出預測結果 。 在對7687位參與者(包含757名帕金森病患者)的評估中 , 該系統不僅能以較高的靈敏度與準確度檢測出帕金森病 , 還能預測疾病嚴重程度、追蹤疾病進程 。
因此 , 使用者無需出門 , 也不用植入入侵式設備 , 在家中睡覺時就可以日常接受帕金森病評估 。
Katabi教授表示 , 這項進展對于帕金森病藥物研發與臨床護理有著重要意義 。 “對于藥物研發 , 我們的結果可以讓臨床試驗的周期顯著縮短、參與者大幅減少 , 最終加速新療法的研發 。 而對于臨床護理 , 有很多人難以獲得醫療資源 , 例如生活在貧困地區 , 或者行動不便、難以離開住所 , 而這一手段能幫助這些人接受評估 。 ”
封面圖來源:123RF
參考資料:
[2]ArtificialintelligencemodelcandetectParkinson’sfrombreathingpatterns.RetrievedAug25th,2022fromhttps://www.eurekalert.org/news-releases/962870
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