المؤشرات الحيوية الرقمية الديناميكية للوظائف الحركية والمعرفية في مرض باركنسون

يمكن أن يساعدنا هذا البروتوكول على تصنيف مرض باركنسون غير المتجانس من خلال الخطورة المعرفية والحركية. باستخدام أجهزة الاستشعار التي يمكن ارتداؤها، يمكننا رقمنة المهام السريرية التي تستخدم عادة من قبل الأطباء. من خلال المشاركة في تسجيل الأنشطة عبر المستويات الوظيفية المختلفة للجهاز العصبي ، نحدد معلمات مفيدة للغاية للإدراك والحركة والعاطفة ، لإنتاج مؤشرات حيوية رقمية ديناميكية لمرض باركنسون.

يقدم هذا العمل إطارًا موحدًا لتوصيف وتتبع بصمات الاضطرابات العصبية بطريقة شخصية ، إلى جانب تطور مجموعة كاملة تتلقى علاجًا أو علاجًا معينًا. توفر هذه التقنية منصة إحصائية موحدة لتتبع التغيرات في توقيعات التقلبات الإحصائية الناتجة عن الأنشطة البيولوجية المولدة ذاتياً والتي تمتد من الجزيئات إلى الخلايا إلى السلوك. يتطلب تدفق برامج متعددة الكثير من ذاكرة الكمبيوتر ، لذلك ننصح باستخدام أجهزة الكمبيوتر ذات السعة الحسابية العالية ، وإلا فقد تتعطل الأنظمة أثناء التسجيل.

نحن نستخدم أجهزة متعددة لتسجيل الدماغ والجسم والقلب ، وكل ذلك بالترادف ، أثناء الحركات الطبيعية ، لذلك فإن الوسيلة الديناميكية ، مثل الفيديو ، من شأنها أن توضح هذا على أفضل نحو. إظهار الإجراءات من مختبري سيكون طلاب الدراسات العليا Jihye ريو وجوزيف فيرو. بعد الحصول على الموافقات المستنيرة من المشارك، وقياس أبعاد جسم المشارك للسماح بإنشاء الصورة الرمزية للجسم في نظام التقاط الحركة.

بعد ذلك، قم بإعداد نظام التقاط الحركة، بما في ذلك أجهزة استشعار تتبع الحركة اللاسلكية السبعة عشر، وبرنامج تتبع الحركة. ضع أجهزة استشعار على جميع أجزاء الجسم ، كما هو مبين ، واضمن أجهزة الاستشعار مع أشرطة الحزام ، للسماح للحركة دون عوائق. عندما تم وضع جميع أجهزة الاستشعار، معايرة موقف المشارك لإنشاء الصورة الرمزية.

لإعداد جهاز EEG وبرامج التسجيل، ضع أجهزة استشعار قناة واحدة وثلاثين عبر فروة الرأس، ووضع جهاز التسجيل على الجزء الخلفي من الرأس. قم بتوصيل مستشعر القناة الأخير بموصل لقياس إشارة القلب، ووضع المستشعر على الجانب الأيسر من معدة المشارك. ثم قم بإرفاق مستشعرات القناة المرجعية خلف الأذن اليسرى للمشارك، واستخدم حقنة لإدخال جل القطب في أجهزة الاستشعار على غطاء EEG.

لالتقاط صوت المشارك أثناء عمليات التقييم، ضع ميكروفونًا أمام المشارك، ثم قم بتوصيل الميكروفون بالكمبيوتر الذي سيتم تشغيل طبقة دفق المختبر عليه. بعد ذلك ، لإعداد نظام طبقات تيار المختبر لمزامنة تيارات الطوابع الزمنية لـ EEG والحركة والصوت والنقر بالماوس ، وفتح تطبيق مسجل المختبر ، وفتح وربط تطبيقات طبقة تيار المختبر لتطبيق الفوز بالماوس والتقاط الصوت ، ثم افتح تطبيق مزامنة xsense داخليًا. في السجل من مقطع الدفق من تطبيق مسجل المختبر، اضغط على Update'للحصول على قائمة كاملة بعناصر الدفق، ثم حدد المربعات الخاصة بـ AudioCaptureWin'ماوسButtons'Position'و TrackerKinematics'لربط الصوت وEEG ونقرات الماوس والحركة من خلال نظام طبقة تيار المختبر.

قم بإعداد التسجيل لالتقاط حركة القلم، بما في ذلك الكمبيوتر اللوحي الخاص بالقلم وبرنامج تحليل الحركة، ثم ضع لوح الرسم وقلم اللوحة أمام المشارك. قم بتوصيل الجهاز اللوحي بالكمبيوتر الذي سيتم تسجيل برنامج تحليل الحركة عليه، ثم قم بتسجيل قطعة من الورق الأبيض على الجهاز اللوحي. ثم اضغط على سجل في طبقة تيار المختبر، وبرنامج التقاط الحركة، وبرنامج تسجيل EEG.

في بداية ونهاية كل مهمة، انقر فوق زر ختم الوقت على برنامج التقاط الحركة لختم المهمة. لا تنسى أن تكتب الوقت الفعلي عند النقر فوق زر ختم الوقت كـ نسخة احتياطية، لذلك عندما تنظر إلى البيانات لاحقاً، يمكنك تحديد المهمة من الطوابع الزمنية. للحصول على نسخة شخصية معقدة فورية من بنسون، قم بإرشاد المشارك بنسخ الرقم بينسون على الورقة، وتذكر التصميم، لأنه سيطلب منهم رسم التصميم مرة أخرى من الذاكرة لاحقًا.

بالنسبة للجزء A من اختبار صنع المسار، إرشاد المشارك لرسم خط بين الدوائر التي يتم ترقيمها في ترتيب تصاعدي. لإجراء الجزء B من اختبار صنع درب، تعليمات لرسم خط بين الدوائر التي تحتوي على الأرقام أو الحروف في ترتيب تصاعدي، في حين بالتناوب بين الأرقام والحروف. لمهمة رسم الساعة، إرشاد المشارك لرسم ساعة تناظرية مع الأرقام من واحد إلى اثني عشر، وتعيين الوقت إلى عشرة الماضي أحد عشر.

لإجراء نسخة شخصية معقدة متأخرة من بنسون، قم بإرشاد المشارك لرسم الرقم المعقد بينسون من الذاكرة على قطعة بيضاء من الورق. لإجراء اختبار مروحة الأرقام الأمامية، قم بإرشاد المشارك بتكرار الأرقام التي يقرأها المجرب بصوت عالٍ بنفس الترتيب. بالنسبة لاختبار مروحة الأرقام الخلفية، قم بإرشاد المشارك بتكرار الأرقام التي يقرأها المجرب بصوت عالٍ بالترتيب العكسي.

لمهمة الإشارة، ضع هدفًا أمام المشارك للإشارة واللمس، وإرشاد المشارك إلى الهدف أربعين مرة بطريقة ذاتية مع اليد المهيمنة. لمهمة مشيرا مترونوم، تعليمات المشارك للإشارة إلى الهدف أربعين مرة بطريقة ذاتية، في حين وضع المسرع للفوز في خمسة وثلاثين نبضة في الدقيقة الواحدة في الخلفية، ولكن لا تعليمات أي شيء عن فوز المسرع. لمهمة توجيه وتيرة، تعليمات المشارك للإشارة إلى الهدف أربعين مرة بعد وتيرة فوز المسرع تعيين في خمسة وثلاثين نبضة في الدقيقة الواحدة.

لإجراء مهمة المشي، أولاً تعليمات المشارك على المشي بشكل طبيعي حول الغرفة لمدة خمس دقائق. بعد ذلك، إرشاد المشارك على المشي بشكل طبيعي حول الغرفة أثناء وضع المسرع للفوز في الخلفية لمدة اثني عشر نبضة في الدقيقة. ثم، تعليمات المشارك على المشي بشكل طبيعي في جميع أنحاء الغرفة في حين سرعة معدل التنفس إلى فوز المسرع في مجموعة اثني عشر نبضة في الدقيقة الواحدة.

لفيديو الوجه، أولاً، إرشاد المشارك إلى الجلوس بشكل مريح وإعداد كاميرا أمام المشارك. لتقييم التحكم، تعليمات المشارك إلى التحديق في مساحة دون أي محفزات لمدة خمس دقائق. لتقييم الابتسامة، إرشاد المشارك لمشاهدة فيديو مضحك لمدة خمس دقائق.

في كل من مهام الرسم ، والمرضى في هذه الدراسة التمثيلية طبقية وبصرف النظر عن الضوابط ، وميز توقيعاتهم العشوائية الفردية من تقلب الحركة وفقا لجمعية اضطراب الحركة موحدة تصنيفات مرض باركنسون مقياس متوسطة المرتبة الدرجات. يتم تنفيذ مهمة الإشارة إلى هدف سبيسي لتقييم المستويات المختلفة للرقابة على الخطورة ، وهذا الرقم يوضح تدهور مركز مسار الكتلة مع زيادة شدة المشاركين في الاضطراب. باستخدام هذا الفحص ، من الممكن التمييز بين كل نوع فرعي من المرضى المصابين بمرض باركنسون ، وتتبع التغيرات في التواقيع العشوائية للمريض من خط الأساس إلى مهام الإشارة المرتبطة بالمترومن من الحالات العفوية وغير المُهكَمة والمتداولة والمرشدة.

في تقييم المشي التلقائي، يمكن الحصول على مركز المسارات الجماعية للضوابط والمرضى الذين يعانون من مرض باركنسون، كما في المرتبة المتوسطة من قبل جمعية اضطرابات الحركة تصنيفات مرض باركنسون الموحدة درجات مقياس. ويمكن بعد ذلك إجراء تحليل ستوكاستيك للمهمة المشي، والتي يمكن إجراء التمايز بين المرضى والضوابط، وبين المرضى الذين يعانون من شدة مختلفة من المرض. يمكن استخدام برنامج Open pose للتأكد من مناطق الوجه الأكثر نشاطًا أثناء مهمة معينة ، ولتحري المحتوى العاطفي من خلال التأكد من انتقالات المنطقة عبر العواطف أثناء المهام.

دمج الإشارات الحيوية الرقمية لEEG، حركة ماغنوتومير، وEKG، باستخدام القياسات النظرية المعلوماتية وتحليلات الاتصال بالشبكة، فمن الممكن للتمييز بين المرضى والضوابط، وبين المرضى الذين يعانون من شدة مختلفة، من خلال فحص كثافة الشبكة. باستخدام البيانات الرقمية للدماغ إشارات الجسم، يمكننا تطبيق مجموعة متنوعة من التحليلات، بما في ذلك المتبادلة المتبادلة والتشابك لتميز التفاعل بين مختلف وسائط الإشارات الحيوية. وقد وسع مختبرنا هذه الطرق لتوصيف الاضطرابات العصبية والسلوكية الأخرى، مثل الألم، ودراسة الإدراك المتجسد، وكل هذه القضايا تعالج أسئلة مختلفة.