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Mobile biometrische Ganganalyse

Potenzial für Diagnose und Therapiemonitoring beim Parkinson-Syndrom

Mobile biosensor-based gait analysis

A diagnostic and therapeutic tool in Parkinson’s disease

Zusammenfassung

Hintergrund

Das idiopathische Parkinson-Syndrom (IPS) ist durch zunehmende motorische und nichtmotorische Symptome charakterisiert, die das jeweilige Krankheitsstadium definieren und unterschiedliche diagnostische und therapeutische Herausforderungen darstellen.

Material und Methoden

Es wurde eine mobile, rechnergestützte, biosensorische Ganganalyse an Patienten im frühen und mittleren Krankheitsstadium im Vergleich zu Kontrollen getestet. Standardisierte Ganguntersuchungen wurden mit am Schuh angebrachten Bewegungssensoren durchgeführt. Die erzeugten Beschleunigungs- und Drehsignale wurden mittels Verfahren der Mustererkennung analysiert.

Ergebnisse

Es konnte eine Unterscheidung zwischen Patienten und Kontrollen erzielt, Patienten in einem frühen Stadium identifiziert und eine krankheitsstadiumspezifische Zuordnung getroffen werden.

Schlussfolgerung

Im Rahmen dieser Studie zeigte sich, dass mobile, biometrische Ganganalysesysteme in der Lage sind, objektivierbare Aussagen über die Gangstörungen beim IPS zu treffen. Diese automatisierte Ganganalyse kann somit sowohl bei der Früherkennung des IPS als auch in der Verlaufsbeurteilung beim Auftreten von motorischen Fluktuationen in der Alltagsumgebung des Patienten hilfreich eingesetzt werden. Durch mobile Bewegungsanalysesysteme werden Patienten, Angehörige und Therapeuten bei der Beurteilung und Therapie von Gangstörungen optimal unterstützt.

Summary

Parkinson’s disease (PD) is characterized by progressive motor and non-motor symptoms, leading to distinct diagnostic and therapeutic challenges in all stages of the disease. This study investigated a mobile biosensor-based gait analysis system for patients in early and intermediate stages of PD compared to controls. Subjects wearing a motion sensor-equipped shoe performed a standardized gait exercise. Accelerometer- and gyroscope-based signals were analysed using a complex set of pattern recognition algorithms. The analysis was able (1) to distinguish between PD patients and controls, (2) to identify patients at an early stage of the disease and (3) to distinguish between early and intermediate stage patients. Thus, using this mobile biosensor-based analysis system we were able to obtain objective classifications of gait characteristics in PD. Future studies will show that mobile biosensor-based movement detection technology will support identification of early PD stages and allow objective characterization of motor fluctuations in advanced stages of the disease. This will provide an important and supportive tool for patients, caregivers and therapists.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4

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Danksagung

Die Studie wurde durch die ELAN-Förderung (Erlanger Leistungsbezogene Anschubfinanzierung und Nachwuchsförderung – AZ: 1008.17.1) unterstützt. Die Schuhe wurden vom Sportartikelhersteller adidas AG® zu Verfügung gestellt. Wir danken allen Teilnehmern an der Studie.

Interessenkonflikt

Der korrespondierende Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

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Correspondence to PD Dr. J. Klucken.

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Klucken, J., Barth, J., Maertens, K. et al. Mobile biometrische Ganganalyse. Nervenarzt 82, 1604–1611 (2011). https://doi.org/10.1007/s00115-011-3329-0

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Schlüsselwörter

  • Parkinson-Syndrom
  • Gangstörung
  • Ganganalyse
  • Mustererkennung
  • Biosensorik

Keywords

  • Parkinson’s disease
  • Gait disorder Gait analysis
  • Pattern recognition
  • Biosensor system