Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Wetenschappers hebben een pen ontwikkeld die schrijfbewegingen meet, waarna AI kan analyseren of de schrijver de ziekte van Parkinson heeft.
Wereldwijd kampen naar schatting zo’n 10 miljoen mensen met parkinson. Bij deze ziekte sterven zenuwcellen langzaam af en dat leidt in eerste instantie tot problemen met de motoriek. Patiënten hebben bijvoorbeeld stijve spieren, bewegen trager en hun handen, armen en benen trillen in rust – ook wel tremors genoemd.
Om parkinson vast te stellen, kijken artsen vaak of iemand zulke motorische symptomen vertoont. Maar daar zijn nog niet veel kwantitatieve methodes voor en hangt daardoor deels af van de subjectiviteit van de arts die de tests afneemt. Wetenschappers hebben nu een pen ontwikkeld die wel objectieve metingen kan doen. Ze beschrijven hem in het vakblad Nature Chemical Engineering.
Lees ook:
Schrijfbewegingen verraden parkinson
Met de hand schrijven is een complex proces dat cognitieve, perceptuele en fijne motorische vaardigheden combineert – alle drie worden beïnvloed door parkinson. Het analyseren van het handschrift kan daarom een kwantitatieve methode zijn om de ziekte vast te stellen.
Dat wordt soms al gedaan, bijvoorbeeld door mensen op een tablet te laten schrijven. Maar zulke methodes kijken doorgaans alleen naar de richting van de bewegingen en de vorm van de handgeschreven tekst. Onderzoekers hebben nu een pen ontwikkeld die ook de handbewegingen tijdens het schrijven meet, waardoor hij symptomen van parkinson, zoals tremors, kan detecteren.
Hoe werkt de pen?
De pen bestaat uit twee belangrijke onderdelen. De eerste is een magneto-elastische punt, en die creëert een magnetisch veld. Tijdens het schrijven drukt de punt tegen een oppervlak (zoals papier) en vervormt daardoor een beetje. Die vervorming verandert het magnetische veld.
Het tweede belangrijke onderdeel is een buisje met ferrofluïde inkt. Ferrofluïdum is een vloeistof waarin magnetische nanodeeltjes zijn opgelost, waardoor de vloeistof wordt aangetrokken door een magnetisch veld. Doordat de pen beweegt tijdens het schrijven, beweegt ook de vloeistof. Dat zorgt voor een herverdeling van de magnetische nanodeeltjes, waardoor het magnetische veld een beetje verandert.
Een elektrische spoel kan de veranderingen van het magnetische veld, veroorzaakt door de punt en de inkt, omzetten in elektrische signalen. Daardoor zijn de schrijfbewegingen heel nauwkeurig te meten. Een AI-model analyseert de signalen vervolgens om symptomen van parkinson te herkennen.
96 procent zekerheid
Om te testen of het systeem ook daadwerkelijk mensen met parkinson kan herkennen, voerden de onderzoekers een kleine test uit. Ze lieten zestien mensen een aantal bewegingen maken met de pen. Drie van hen hadden de ziekte van Parkinson, de rest was gezond. Het AI-model kon aan de hand van de elektrische signalen van de pen met meer dan 96 procent zekerheid zeggen wie van de deelnemers parkinson had.
Volgens de onderzoekers is de pen een toegankelijke manier om de ziekte van Parkinson vast te stellen. De benodigdheden zijn namelijk goedkoop en het is niet nodig om de tests uit te laten voeren door een specialist. Hierdoor is het volgens de wetenschappers ook geschikt voor landen of gebieden waar geen toegang is tot zeer geavanceerde apparatuur en specialisten. Bovendien geeft de pen een kwantitatief en objectief resultaat.
De onderzoekers benadrukken wel dat de eerste test erg kleinschalig was. Ze willen daarom meer mensen testen om er zeker van te zijn dat de pen goed werkt. Daarbij gaan ze ook kijken hoe de pen functioneert bij verschillende stadia van parkinson en of het mogelijk is om zo de progressie van de ziekte te monitoren.
Bron: Nature Chemical Engineering