طريقة مبتكرة للكشف عن مرض باركنسون

نجح فريق من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس في تطوير قلم تشخيصي منخفض التكلفة يحول الكتابة اليدوية إلى إشارات كهربائية للكشف المبكر عن مرض باركنسون.

حقق القلم التشخيصي دقة بلغت 96.22% في دراسة تجريبية.

مرض باركنسون

يُضعف مرض باركنسون الجهاز الحركي، مما يؤدي إلى ارتعاش وتيبس وتباطؤ في الحركات، مما يُضعف الوظائف الحركية الدقيقة مثل الكتابة اليدوية.

يعتمد التشخيص السريري اليوم بشكل كبير على الملاحظات الذاتية، التي غالبًا ما تكون عرضة للتناقض، وغالبًا ما يصعب الوصول إليها في البيئات محدودة الموارد.

وبالرغم من موضوعية التشخيصات القائمة على المؤشرات الحيوية، إلا أنها لا تزال مقيدة بالتكلفة والتعقيد التقني.

في الدراسة التي نشرت في مجلة Nature Chemical Engineering بعنوان "تحليل خط اليد الشخصي بمساعدة الشبكة العصبية لتشخيص مرض باركنسون"، قام الباحثون بتصميم قلم تشخيصي لالتقاط الإشارات الحركية في الوقت الحقيقي أثناء الكتابة اليدوية وتحويلها إلى مخرجات كهربائية قابلة للقياس لتصنيف المرض.

شارك 16 فردًا في الدراسة التجريبية في المركز الطبي بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، بما في ذلك ثلاثة مرضى بمرض باركنسون و13 شخصًا سليمًا.

يجمع تصميم القلم بين طرف مغناطيسي مرن مصنوع من السيليكون ومُدمج بجسيمات مغناطيسية، وخزان حبر سائل مغناطيسي يحتوي على مغناطيسات نانوية.

في أثناء الكتابة، يُشوّه الضغط الميكانيكي الناتج عن ضغط اليد الطرف ويُسبب حركة الحبر، مما يُولّد انزياحات في التدفق المغناطيسي تُحفّز جهدًا في الملف المُدمج.

أكمل المشاركون مهامًا في الكتابة اليدوية، شملت رسم الخطوط، واللوالب، وكتابة الحروف على الورق وفي الهواء. تم التقاط الإشارات من كلتا الطريقتين ومعالجتها باستخدام نماذج تصنيف متعددة.

حقق نموذج الشبكة العصبية التلافيفية أحادية البعد أعلى مستوى من الدقة، حيث تمكن من تحديد مرض باركنسون بدقة بلغت 96.22% عبر التجارب المتكررة.

بفضل قدرته على التقاط الأعراض الحركية مباشرةً أثناء الكتابة، يُجنّب الجهاز الاعتماد على نتائج الكتابة اليدوية البصرية أو تقييم الطبيب.

بفضل تصميمه المحمول ومتطلبات إعداده البسيطة، يُعدّ القلم قيّمًا للغاية للفحص في المناطق المحرومة، وتحديد الأفراد غير المُشخّصين، وللاستخدام في البيئات النائية أو المنزلية.

مع مزيد من التحقق من صحة النتائج على عينة أكبر، يُمكن استخدام القلم ليس فقط للكشف المبكر، بل أيضًا لمراقبة الأعراض وإدارة المرض استنادًا إلى البيانات. وصف المؤلفون الأداة بأنها "تقنية منخفضة التكلفة، وقابلة للانتشار على نطاق واسع، وموثوقة" للاستخدام على نطاق واسع في رعاية مرضى باركنسون.