患者がフロリダ大学神経学部長兼教授のマイケル・ジャフィー医師とともに指タッピングテストを実施している。写真提供：UF Health
フロリダ大学で開発された人工知能を利用したビデオ処理技術は、神経科医が患者のパーキンソン病の進行をより正確に追跡するのに役立ち、最終的には患者のケアと生活の質を向上させることになるだろう。
このシステムは、フロリダ大学健康・人間パフォーマンス学部応用生理学・運動学助教授のディエゴ・グアリン博士が開発したもので、パーキンソン病の標準的な検査である指タッピングテストを患者が行っているビデオ録画を機械学習で分析するものである。このテストでは、親指を素早くタップし、 人差し指 10回。
この作品は 出版された IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering誌に掲載。
「これらのビデオを研究することで、 手の動き 「パーキンソン病の特徴であるが、臨床医が視覚的に特定するのは難しいかもしれない」と、フロリダ大学ヘルスのノーマン・フィクセル神経疾患研究所に所属するグアリン氏は言う。
「この技術の素晴らしい点は、患者が検査中の自分の動きを録画でき、ソフトウェアがそれを分析し、患者の動きを医師に知らせて医師が判断を下せるようにすることです。」
パーキンソン病は、運動に影響する脳障害で、動作の遅さ、震え、硬直、バランスや協調の困難などを引き起こします。症状は通常、徐々に現れ、時間の経過とともに悪化します。パーキンソン病を診断できる特定の検査や画像診断はありませんが、患者が行う一連の運動や動作は、臨床医が障害の重症度を特定し評価するのに役立ちます。
パーキンソン病の経過を追跡するために最もよく使用される評価尺度は、運動障害学会の統合パーキンソン病評価尺度です。グアリン氏は、信頼性があるにもかかわらず、評価は 5 段階に制限されているため、進行の微妙な変化を追跡する能力が制限され、主観的な解釈になりやすいと説明しました。
フロリダ大学の神経科医であるジョシュア・ウォン医学博士、ニコラウス・マクファーランド医学博士、アドルフォ・ラミレス・ザモラ医学博士を含む研究チームは、機械学習アルゴリズムを使用してビデオを分析し、時間の経過とともに病気の微妙な変化を捉えることで、パーキンソン病患者の運動症状を定量化するより客観的な方法を考案しました。
「カメラとコンピューターを使えば、臨床医が見ようとしているのと同じ特徴を観察できることがわかった」とグアリン氏は言う。「AIの助けを借りれば、同じ検査が関係者全員にとってより簡単に、より短時間で行えるようになる」
グアリン氏は、 自動化システム また、カメラで収集した正確なデータを使用することで、患者が動作中に指をどれだけ速く開いたり閉じたりするか、タップするたびに動作特性がどれだけ変化するかなど、これまで気づかなかった動作の詳細も明らかにしました。
「パーキンソン病患者は、健康な人の同じ動きに比べて、開く動作が遅れていることがわかっています」とグアリン氏は言う。「これは、ビデオとコンピューターなしでは測定がほぼ不可能な新しい情報であり、この技術によって、パーキンソン病が動きに及ぼす影響をより正確に把握し、治療の効果を評価するのに役立つ新しい指標を提供できることを示しています。」
グアリンが当初分析のために設計したシステムを完成させるために 顔の特徴 パーキンソン病以外の病気については、研究チームはフロリダ大学のHiPerGator（世界最大級のAIスーパーコンピューターの1つ）を活用して、いくつかのモデルをトレーニングした。
「HiPerGatorのおかげで、ビデオデータを 動き 「スコアリング」とグアリン氏は説明する。「大量のビデオデータを使ってさまざまなモデルをトレーニング、テスト、改良するためにHiPerGatorを使用しましたが、今ではそれらのモデルをスマートフォンで実行できます。」
ノーマン・フィクセル研究所所長でパーキンソン病財団の医療顧問でもあるマイケル・S・オクン医学博士は、自動化されたビデオベースの評価は臨床試験と治療に「画期的な変化」をもたらす可能性があると語った。
「指タッピングテストは、パーキンソン病の診断と病気の進行の測定に使われる最も重要な要素の1つです」とオクン氏は言う。「現在、結果を解釈するには専門家が必要ですが、ディエゴ氏とフィクセル研究所の3人のパーキンソン病神経科医がAIを使用して病気の進行を客観化できたことは画期的なことです。」
グアリン氏は、この技術を神経科医やその他の医療提供者に提供するだけでなく、UFIT と協力して、個人が自宅で長期にわたって自分の病気を評価できるように、モバイル デバイス用のアプリを開発しています。
詳しくは：
Diego L. Guarín 他「指タッピングテストのビデオからパーキンソン病の病気進行の特徴を明らかにする」、IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering (2024)。 DOI: 10.1109/TNSRE.2024.3416446
によって提供された
フロリダ大学
引用: パーキンソン病の新しいビデオ検査では、AI を使って病気の進行状況を追跡します (2024 年 7 月 23 日) 2024 年 7 月 23 日に https://medicalxpress.com/news/2024-07-video-parkinson-ai-track-disease.html から取得
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#パーキンソン病の新しいビデオ検査ではAIを使用して病気の進行を追跡します
2024-07-23 16:18:04