家庭无线设备跟踪帕金森患者的疾病进展
帕金森氏病是一种增长最快的神经退行性疾病，现在影响了全球超过1000万人，但临床医生在追踪其严重性和进展方面仍然面临巨大的挑战。
临床医生通常会评估患者通过在诊所就诊期间测试其运动技能和认知功能。这些半主体测量通常会偏向外部因素 - 也许患者长途跋涉去医院后很累。多于40％在帕金森氏症患者中，从未受到神经科医生或帕金森氏症专家的对待，通常是因为他们离城市中心太远或旅行困难。
为了解决这些问题，麻省理工学院和其他地方的研究人员展示了一种可以监测患者的运动和步态速度的内部装置，可用于评估帕金森氏症的严重性，疾病的进展以及患者对药物的反应。
该设备大约是Wi-Fi路由器的大小，它使用无线电信号被动地收集数据，这些无线电信号在患者周围移动时会反射出身体。患者不需要佩戴小工具或改变其行为。（一个最近的研究例如，表明这种类型的设备可用于在睡觉时从一个人的呼吸模式中检测出帕金森氏症。）
研究人员使用这些设备进行了两项研究，涉及50名参与者。他们表明，通过使用机器学习算法为了分析他们收集的数据（超过200,000个步态速度测量值），临床医生可以比定期临床评估更有效地跟踪帕金森的进展。
“通过能够在家中有一个可以监控患者并远程告诉医生的疾病进展的设备，以及患者的药物反应，以便他们可以参加患者，即使患者无法参加诊所 - 现在他们有真实，可靠的信息 - 实际上在改善公平和获得方面有很长的路要走。计算机科学和人工智能实验室（CSAIL）和MIT JAMEEL诊所的主要研究者。
共同领导的作者是EEC的研究生Yingcheng Liu和Guo Zhang。该研究发表在科学翻译医学。
人类雷达
这项工作利用了先前在Katabi实验室中开发的无线设备，该设备分析了从人体弹跳的无线电信号。它传输了使用Wi-Fi路由器的一小部分功能的信号 - 这些超低功率信号不会干扰家庭中的其他无线设备。当无线电信号穿过墙壁和其他固体物体时，由于我们体内的水，它们会反映出人类。
这会产生一个“人类雷达”，可以跟踪一个人在房间里的运动。无线电波总是以相同的速度行驶，因此信号需要回到设备所需的时间长度表示该人的移动方式。
该设备结合了机器学习分类器，可以选择精确无线电信号即使还有其他人在房间里移动，也反映了病人。复杂的算法使用这些运动数据来计算步态速度 - 该人走了多快。
由于该设备在后台运行并每天运行，因此它可以收集大量数据。研究人员想看看他们是否可以将机器学习应用于这些数据集，以便随着时间的推移了解该疾病。
他们聚集了50名参与者，其中34名患有帕金森氏症，并进行了两项关于家庭步态测量的观察性研究。一项研究持续了两个月，另一项研究是在两年的时间内进行的。通过研究，研究人员收集了超过200,000多个单独的测量，它们取消了由于设备或其他因素的状况而平稳的可变性。（例如，该设备在清洁过程中可能会意外关闭，否则患者在电话通话时可能会更慢。）
他们用统计方法为了分析数据并发现内部步态速度可用于有效跟踪帕金森的进展和严重性。例如，他们表明，与没有帕金森氏症的人相比，步态速度下降了几乎是帕金森氏症的人的两倍。
张说：“当患者在房间周围移动时，不断监视他们的步态速度，使我们能够获得很好的测量。而且，通过大量数据，我们能够执行聚合，使我们看到很小的差异。”
更好，更快的结果
钻探这些变异性提供了一些关键见解。例如，研究人员可以看到，患者步态速度的盘中波动与他们对药物的反应相对应 -步态速度剂量后可能会有所改善，然后在一段时间后开始下降。
刘说：“这确实使我们有可能客观地衡量您的移动性如何对您的药物做出反应。此前几乎不可能做到这一点，因为这种药物效果只能通过让患者保留日记来衡量。”
临床医生可以使用这些数据来更有效，准确地调整药物剂量。这尤其重要，因为许多用于治疗疾病症状的药物可能导致严重的副作用如果患者收到太多。
研究人员能够证明帕金森在研究50人仅一年后，就帕金森的进步统计学上的结果表现出了显着的结果。相比之下，迈克尔·J·福克斯基金会（Michael J. Fox Foundation）经常涉及的一项研究涉及500多人，并监视了五年多的研究。
“为一个制药公司或者是一家试图开发这种疾病药物的生物技术公司，这可能会大大减轻负担和成本，并加快新疗法的发展。”
卡塔比（Katabi）将这项研究的大部分成功归功于专门的科学家和临床医生团队，他们共同努力解决了一路上出现的许多困难。首先，他们开始了研究之前的研究，因此工程师最初进入了人们的房屋来建立设备。如果不再可能，他们开发了一种方法来远程部署设备并为参与者和临床医生创建一个用户友好的应用程序。
在整个研究过程中，他们学会了自动化流程并减少努力，尤其是对于参与者和临床团队。
这些知识将被证明是有用的，因为他们希望在其他神经系统疾病（例如阿尔茨海默氏症，ALS和亨廷顿的）研究中部署设备。他们还想探索如何与其他方法一起使用这些方法卡塔比实验室的工作表明可以通过监测呼吸来诊断帕金森氏症，以收集一组可以尽早诊断出该疾病的标记，然后用于跟踪和治疗。
进一步探索
