韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院智能與互動(dòng)研究中心Dawoon Jung等人提出一種使用靜態(tài)站立平衡和機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)識(shí)別帕金森病(PD)及其階段的創(chuàng)新方法。11月30日，相關(guān)研究工作以“Identifying Parkinson’s disease and its stages using static standing balance”為題發(fā)表于《npj Digital Medicine》。

帕金森?。≒D）是世界上增長(zhǎng)最快的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。由于震顫、僵硬、運(yùn)動(dòng)遲緩和姿勢(shì)不穩(wěn)等癥狀，PD 患者在控制身體運(yùn)動(dòng)方面面臨重大挑戰(zhàn)。隨著這些癥狀的進(jìn)展，保持平衡、行走和進(jìn)行日?；顒?dòng)（如進(jìn)食和穿衣）變得越來(lái)越困難。

目前對(duì)帕金森?。≒D）的評(píng)估依賴(lài)于動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)任務(wù)，限制了可及性。

該研究提出了一種創(chuàng)新方法，使用靜態(tài)站立平衡來(lái)識(shí)別 PD 及其階段，而無(wú)需動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)或熟練專(zhuān)業(yè)人員參與的任務(wù)。通過(guò)在10秒靜態(tài)站立平衡任務(wù)期間收集壓力中心（CoP）軌跡數(shù)據(jù)。將使用表示學(xué)習(xí)和手工制作方法從這些數(shù)據(jù)中提取特征。將對(duì)基于Transformer 編碼器的分類(lèi)器進(jìn)行這些特征的訓(xùn)練，并評(píng)估其在對(duì)沒(méi)有 PD 的個(gè)體和HY階段（經(jīng)典PD分期方法） 1.0、1.5、2.0、2.5 和 3.0 期的 PD 患者進(jìn)行分類(lèi)方面的性能。

識(shí)別帕金森病及其 Hoehn 和 Yahr 分期的重要特征的可視化。圖片來(lái)源：npj Digital Medicine（2024）

該研究共招募了 210 名參與者，包括 1 例對(duì)照組和 5 例按分期分類(lèi)的 PD 組。每個(gè)參與者完成一項(xiàng) 10 秒的靜態(tài)站立平衡任務(wù)，其中收集了內(nèi)側(cè)和前后方向的壓力軌跡中心數(shù)據(jù)。

測(cè)試數(shù)據(jù)集中對(duì) 6 個(gè)研究組進(jìn)行分類(lèi)的結(jié)果的混淆矩陣

基于CoP軌跡數(shù)據(jù)中提取的特征，研究者使用表示學(xué)習(xí)和手工制作方法從中得出數(shù)據(jù)?；?Transformer 編碼器的分類(lèi)器對(duì)這些特征進(jìn)行了訓(xùn)練，并獲得了 F1- 對(duì)六個(gè)研究組進(jìn)行分類(lèi)的分?jǐn)?shù)為 0.963。

從靜態(tài)站立平衡任務(wù)期間收集的壓力中心 （CoP） 軌跡數(shù)據(jù)得出的數(shù)據(jù)。

從輸入數(shù)據(jù)到輸出分類(lèi)的處理管線

與動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)任務(wù)（如步行）相比，10 秒靜態(tài)站立平衡任務(wù)的負(fù)擔(dān)相對(duì)較輕，并且需要最少的專(zhuān)業(yè)設(shè)置和幫助。這種方法不僅顯著提高了 PD 評(píng)估和監(jiān)測(cè)的可及性，而且還消除了許多相關(guān)的限制。因此，它有助于早期發(fā)現(xiàn) PD 和及時(shí)干預(yù)，改善患者和護(hù)理人員的預(yù)后和生活質(zhì)量。

值得注意的是，本研究設(shè)計(jì)了一種在早期階段識(shí)別PD的方法，特別是 HY 1.0 和 1.5 期，這在以前的研究中有些被忽視。對(duì)疾病的早期評(píng)估允許更廣泛的治療選擇，并為減緩甚至阻止疾病進(jìn)展提供了更大的潛力。同時(shí)，這種方法的有利結(jié)果可能源于利用對(duì) CoP 數(shù)據(jù)進(jìn)行多方面分析的新框架。與僅依賴(lài)橢圓參數(shù)的研究不同，本研究結(jié)合了來(lái)自時(shí)間、頻率和非線性域等各個(gè)域的參數(shù)。

研究者在文章中說(shuō)到：“本研究中引入的新型數(shù)據(jù)挖掘框架預(yù)示著時(shí)間序列數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型數(shù)字醫(yī)療保健的新時(shí)代?！?/p>

但是該研究的局限性也比較明顯。首先，該研究無(wú)法納入具有不同種族或地理背景的參與者，并且所有參與者都是韓國(guó)人。為了確?？赏茝V性，未來(lái)應(yīng)在不同種族和更大人群中進(jìn)行驗(yàn)證。其次，該研究沒(méi)有考慮 PD 隨時(shí)間進(jìn)行的性質(zhì)。研究者同時(shí)正在計(jì)劃一項(xiàng)后續(xù)縱向研究，將 PD 的進(jìn)展納入擬議的方法中。第三，用于本研究的設(shè)備相當(dāng)專(zhuān)業(yè)，鑒于情況，可能不容易獲得。未來(lái)應(yīng)考慮使用更可用的替代品（如智能鞋墊）。最后，該研究并未將提出的方法與其他 PD 評(píng)估工具進(jìn)行比較。

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https://www.nature.com/articles/s41746-024-01351-x