Gerät Verwendet Handschrift Zum Erkennen Neurologischer Störungen

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Um neurodegenerative erkrankungen wie parkinson zu erkennen und zu untersuchen, haben forscher ein system entwickelt, das signale von handmuskeln während der handschrift aufzeichnet.

Dieser Artikel in Research in Action wurde WordsSideKick.com in Partnerschaft mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Bei mehr als 50.000 Amerikanern wird jedes Jahr die Parkinson-Krankheit diagnostiziert, eine degenerative Erkrankung, die das zentrale Nervensystem angreift und zu Zittern, Starrheit, Langsamkeit der Bewegung und Gleichgewichtsstörungen führt. Das Auffinden kann jedoch vor allem in frühen Stadien schwierig sein. Um neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson zu entdecken und zu untersuchen, haben Forscher ein System aufgebaut, das Signale von Handmuskeln während der Handschrift aufzeichnet.

Motoneuronen übertragen elektrische Signale an die Muskeln, damit sie sich zusammenziehen. Bei der Elektromyographie (EMG) handelt es sich um einen Prozess, bei dem eine solche elektrische Aktivität aufgezeichnet und grafisch dargestellt wird, um Informationen über den Zustand der Muskeln einer Person und der Nervenzellen zu erhalten, die sie steuern. Bei dem neuen Erfassungssystem bringt eine Testperson EMG-Oberflächenelektroden an der Hand an und trägt einen Handschuh, um die Elektroden an Ort und Stelle zu halten. Die Testperson schreibt dann auf ein Tablet und wiederholt einfache, stereotype Handbewegungen, die zwei grundlegende Motorkomponenten umfassen: Festhalten eines Stiftes an den Fingern und Bewegen der Hand und der Finger, um geschriebenen Text zu erzeugen. Die Ergebnisse werden sowohl von den Tablett- als auch von den Oberflächen-EMG-Elektroden gesammelt.

Ein Analyseprogramm generiert das Ergebnis der Muskelaktivität während dieser kontrollierten Bewegung und findet wesentliche Unterschiede im Schreib- und Schreibverhalten von Patienten mit Parkinson-Krankheit und älteren gesunden Kontrollpersonen. So könnte ein Kliniker neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson erkennen und untersuchen.

Zu den Systementwicklern zählten die von der National Science Foundation finanzierten Ingenieure bei Norconnect, Inc., angeführt von Norconnect-Chefwissenschaftler Michael Linderman.

Mark Latash, Professor für Kinesiologie an der Penn State University, der nicht Teil der Forschungsgruppe ist, sagte, das Projekt scheint ein vielversprechender Ansatz zu sein, der Ärzten dabei hilft, Biomarker der frühen Parkinson-Krankheit zu identifizieren.

Hans-Leo Teulings, CEO von NeuroScript, LLC in Temple, Az., Ein international renommierter Wissenschaftler und Autor eines handelsüblichen Handys-Analysegeräts namens MovAlyzeR, sagte, die von Linderman entwickelte Methode der EMG-Analyse werde das Handschrift-Paradigma zu einem wertvollen Modell machen und ein Gegenstand der wissenschaftlichen Forschung ähnlich den Reflexen. Teulings beteiligte sich nicht an dieser Forschung, verfolgte jedoch einige Jahre lang aufmerksam seinen Fortschritt.

Die neue Methode zur Identifizierung von Biomarkern der Parkinson-Krankheit wurde in mehreren auf PLoS ONE (Public Library of Science) verfügbaren wissenschaftlichen Veröffentlichungen veröffentlicht und von Linderman auf der Konferenz der Alzheimer- und Parkinson-Krankheit 2013 in Florenz (Italien) vorgestellt.

Aufkommende biomedizinische Geräte erfassen und verarbeiten große Datenmengen, sagte Boris Murmann, außerordentlicher Professor in der Fakultät für Elektrotechnik an der Stanford University. Gleichzeitig müssen sie normalerweise mit einer Batterie betrieben werden. Daher sind Design und Optimierung für einen niedrigen Energieverbrauch in diesen Anwendungen und in der gesamten Branche zu einem wichtigen Thema geworden. Murman zufolge habe Linderman Studenten Gelegenheit gegeben, in diesem wichtigen Bereich zu forschen.

Linderman arbeitete mit vielen US-amerikanischen Universitäten und einer High School, der Ogdensburg Free Academy in Ogdensburg, New York, zusammen. Das Pilotprojekt und die medizinischen Tests wurden im Claxton-Hepburn Medical Center, Ogdensburg, New York, und im Dartmouth-Hitchcock Medical Center, Libanon, N.H. durchgeführt.

Lesen Sie weiter: Anerkennung der Handschrift aus der Elektromyographie

Anmerkung des Herausgebers: Alle Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen, die in diesem Material zum Ausdruck kommen, sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten der National Science Foundation wider. Siehe die Archiv "Forschung in Aktion".


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