Parkinson: Tragbare Sensoren zur Erfassung der Symptome
Die Parkinson-Krankheit betrifft die Neuronen in einem Bereich des Gehirns, der die Bewegung steuert, und verursacht Zittern, Schwierigkeiten beim Gehen und andere motorische Probleme. Ärztinnen und Ärzte, die Menschen mit Morbus Parkinson betreuen, müssen in der Lage sein, den Schweregrad der Symptome zu beurteilen und die Dosierung von Medikamenten zu ändern, die diese Symptome reduzieren. Dafür verlassen sich die Ärztinnen auf eine Handvoll Tests, wie z. B. solche, die messen, wie schnell Menschen gehen. Diese Tests werden jedoch in der Regel alle paar Monate in der Klinik durchgeführt, und die Ergebnisse können von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden, darunter auch von der Erfahrung der Person, die die Bewertung durchführt.
Wissenschaftlerinnen haben festgestellt, dass die Ganggeschwindigkeit unter realen Bedingungen ein besserer Indikator für die Beurteilung der Mobilität von Menschen mit Parkinson ist. Die Ganggeschwindigkeit wird oft als sechstes Vitalzeichen bezeichnet, genauso wichtig wie Blutdruck und Herzfrequenz, und sie ist entscheidend für die Selbstständigkeit von Menschen bei der Durchführung alltäglicher Aktivitäten wie Haushaltsführung und Einkaufen. Die Ganggeschwindigkeit wird auch mit der Lebenserwartung in Verbindung gebracht: «Wer schneller geht, kann mit einem längeren Leben rechnen», sagt Kamiar Aminian, Professor am Institut für Bioengineering und Direktor des Labors für Bewegungsanalyse und -messung an der EPFL.
Also machten sich Aminian und seine Kollegen auf, um zu analysieren, wie die Ganggeschwindigkeit bei Parkinson beeinträchtigt wird. Das Centro Hospitalar Universitário do Porto in Portugal, ein Partner des Projekts, rekrutierte 27 Menschen mit Parkinson und stattete jeden von ihnen mit einem am Fuss getragenen Sensor aus, der aufzeichnete, wie schnell sie gingen. Während der klinischen Untersuchung baten die Forschenden die Patientinnen und Patienten, zwei Arten von Gehversuchen durchzuführen: Bei einem mussten die Personen 20 Meter in einer geraden Linie gehen; bei einem anderen Test wurden sie gebeten, fünfmal im Kreis zu gehen. Die Gehversuche wurden durchgeführt, während die Patientinnen ein Medikament einnahmen, das motorische Probleme reduziert, und dann wiederholt, wenn die Personen das Medikament abgesetzt hatten. Anhand der von den Sensoren gesammelten Daten berechnete Aminians Team an der EPFL die durchschnittliche und die schnellste Gehgeschwindigkeit für jede Person.
«Tägliche Aktivitäten können uns mehr Informationen liefern und uns sagen, was im wirklichen Leben passiert. Deshalb baten wir die Patienten, nach Hause zu gehen und den Sensor einen Tag lang zu tragen», sagt der Hauptautor der Studie, Arash Atrsaei, ein Doktorand in Aminians Gruppe. Mithilfe zuverlässiger Algorithmen, die die Bewegungsdaten der Sensoren analysieren, konnten die Forschenden die Ganggeschwindigkeit der Patientinnen und Patienten rund um die Uhr auf objektive Weise überwachen.
Das Team fand heraus, dass die Patienten im Durchschnitt zu Hause und in der Klinik die gleiche Gehgeschwindigkeit haben. Die Analyse deutete auch darauf hin, dass die Menschen sich auf kurzen Strecken tendenziell langsamer bewegten, zum Beispiel wenn sie ein paar Schritte machten und dann anhielten, um eine andere Aufgabe zu erledigen, und auf Strecken, die länger als eine Minute dauerten, meist im Freien, ein schnelleres Tempo anschlugen.
Bei alltäglichen Aktivitäten gingen einige der Betroffenen sogar schneller als die maximale Geschwindigkeit, mit der sie in der Klinik liefen. Diese so genannten «aussergewöhnlichen Schritte» traten typischerweise zwischen 30 Minuten und drei Stunden nach der Einnahme der Medikamente auf, so die Forschenden: «Wir können die Auswirkungen der Medikamente wirklich sehen, indem wir die Ganggeschwindigkeit messen», sagt Atrsaei. Die Studie wurde in der Zeitschrift npj Parkinson's Disease veröffentlicht .
Die Ergebnisse legen nahe, dass die Überwachung der Ganggeschwindigkeit während täglicher Aktivitäten mit tragbarer Technologie Ärzten helfen könnte, die Medikamentendosierung in Abhängigkeit von den motorischen Symptomen einzelner Patientinnen und Patienten zu optimieren. Darüber hinaus, so Atrsaei, ermöglichen die Sensoren und die speziellen Algorithmen den Ärztinnen, Patienten aus der Ferne zu überwachen, was dazu beitragen könnte, gefährdete Menschen in Situationen wie der Coronavirus-Pandemie zu schützen.
