Magnetické 3D pero s AI by mohlo pomoci diagnostikovat Parkinsonovu chorobu

Předpokládá se, že na celém světě žije více než deset milionů lidí s Parkinsonovou chorobou – neurodegenerativním onemocněním s příznaky, jako je třes, ztuhlost, zpomalení a potíže s pohyblivostí.

Ačkoli neexistuje žádný lék, včasná diagnóza může postiženým pomoci získat podporu a léčbu dříve, píše web The Guardian.

Klasické diagnostické metody založené na pozorování motorických příznaků jsou ale často neefektivní a nedostatečně objektivní. Nové magnetické pero vyvinuté pomocí umělé inteligence by tento problém mohlo vyřešit.

3D tištěné pero, jehož spoluautorem je profesor Jun Chen, se spoléhá na magnetické částice a elektrické signály. Ty zaznamenávají drobné pohyby související s neurodegenerativní poruchou.

„Naše pero kvantifikuje třes během psaní měřením elektrických signálů generovaných při psaní rukou,“ uvedl profesor Jun Chen. „Je to cenově velmi výhodné a plně dostupné pro země s nižšími příjmy nebo oblasti s omezeným přístupem k pokročilým lékařským vyšetřením,“ dodal. Systém by měl být navíc propojen s aplikací v telefonu, která bude analyzovat výsledky.

Výzkumný tým ve své studii v časopise Nature Chemical Engineering uvedl, že pero obsahuje měkký silikonový hrot osazený magnetickými částicemi a je naplněné inkoustem s jemnými částicemi. Ty při pohybu hrotu reagují na jeho magnetické pole.

Jak člověk píše nebo kreslí, magnetické vlastnosti hrotu se mění a generují napětí v cívce uvnitř pera, což vede k proudovým signálům.

Studie se zúčastnilo šestnáct lidí, z nichž tři trpěli Parkinsonovou chorobou. Účastníci dostali za úkol kreslit tvary, jako jsou vlnovky a spirály, nebo psali písmena na povrch i do vzduchu, zatímco pero zaznamenávalo přesné vzorce pohybu.

Poté vědci použili modely strojového učení (druh umělé inteligence) k analýze zaznamenaných signálů a identifikaci vzorců, které by mohly poukazovat na Parkinsonovu chorobu.

Jeden z modelů byl schopen rozlišit pacienty s Parkinsonovou chorobou od zdravých účastníků s průměrnou přesností 96,22 %. Ačkoli se tyto první výsledky zdají být slibné, někteří odborníci se domnívají, že k potvrzení potenciálu pera jako diagnostického nástroje je zapotřebí více údajů.

Například podle docentky klinické neurovědy na Oxfordské univerzitě Chrystalin Antoniadesové je 3D pero zajímavé a poutavé, ale potřebuje další testování.

„Vždycky říkám, že nemůžete mít jen jeden biomarker. Toto pero diagnostikuje problém s rukopisem. To je pouze jeden z mnoha příznaků, které vidíme u našich pacientů,“ řekla Antoniadesová. „Na druhou stranu může doplňovat to, co jsme již zjistili, a zachytit něco, co může být obtížně viditelné,“ dodala.

Becky Jonesová, manažerka komunikace výzkumu ve společnosti Parkinson’s UK, naopak práci vědců uvítala a poznamenala, že stále neexistuje žádný definitivní test na Parkinsonovu chorobu.

„Přestože je tato studie velmi malá a zahrnovala pouze tři osoby s Parkinsonovou chorobou, nabízí nový způsob uvažování o diagnostice pomocí měření změn v rukopisu, které mohou být časným příznakem,“ řekla Jonesová.

„Nyní potřebujeme větší a rozmanitější studie, abychom lépe pochopili potenciál této metody a to, jak by mohla v budoucnu podpořit včasnější a přesnější diagnostiku,“ uzavřela.