Инженеры из Университета Калифорнии разработали ручку с магнитными чернилами и магнитоупругим наконечником для диагностики болезни Паркинсона по изменениям в почерке. Изобретение испытали в пилотном исследовании на 16 пациентах — точность диагноза, который поставила нейросеть, составила 96,22 процента. Статья опубликована в Nature Chemical Engineering.
Болезнь Паркинсона — вторая по распространенности нейродегенеративная болезнь после болезни Альцгеймера. Болезнь Паркинсона обычно диагностируют по изменению моторных навыков — появлению тремора и ригидности мышц. Оценка этих параметров очень субъективна и зачастую симптомы становятся явно заметными, когда болезнь уже перешла на более тяжелую стадию. Поэтому ученые пытаются разработать методы диагностики, которые можно было бы применять в широкой практике, но которые в то же время не зависели бы от человеческого фактора.
Возможное решение предложила группа американских ученых во главе с Цзюнь Чэном (Jun Chen) из Университета Калифорнии. Они разработали ручку для диагностики болезни Паркинсона по изменениям в почерке, который начинает ухудшаться (как и другие моторные навыки больных). Ручка имеет магнитоупругий наконечник и содержит ферромагнитную жидкость. При нажиме на наконечник во время письма происходит его деформация, приводящая к изменениям в магнитном потоке из-за эффекта Виллари. Эти изменения вместе с движениями ферромагнитной жидкости во время письма генерируют электрические сигналы в окружающей корпус ручки катушке. Сигналы затем анализирует нейросеть, обученная отличать почерк человека с болезнью Паркинсона от почерка здорового человека по незначительным пикам в записи сигнала, которые появляются при треморе рук.
Ученые испытали свое изобретение в пилотном исследовании, включавшем 16 человек, среди которых было четыре человека с диагностированной болезнью Паркинсона. Исследователи сравнили три модели, основанные на нейросетях, и выбрали из них ту, которая справилась с заданием с наибольшей точностью — 96,22 процента.
Авторы обращают внимание, что исследование было пилотным и проводилось на небольшой группе человек. В будущем они хотят испытать ручку на более крупной когорте пациентов и планируют выяснить, можно ли использовать ее для оценки степени прогрессирования заболевания.
Ранее мы рассказывали о компьютерной программе, которую создали сотрудники Массачусетского технологического института. Она позволяет выявлять болезнь Паркинсона по времени зажатия клавиш при наборе текста.