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麦克赛尔数字映像(中国)有限公司

成功提取轻度认知障碍人士特有的手指敲击运动模式
引导建立轻度认知障碍早期发现的简便检查方法

发布时间: 2022-8-25 8:02:57




国立研究开发法人 国立长寿医疗研究中心

麦克赛尔株式会社


 

    国立研究开发法人国立长寿医疗研究中心(理事长:荒井秀典/以下简称长寿医疗研究中心)开展了一项专注于手指敲击运动的临床研究,成功地从双手拇指和食指的敲击运动(图1和图2)中提取了轻度认知障碍(MildCognitive Impairment/以下简称MCI*1)人士特有的运动模式。这项成果是由长寿医疗研究中心、株式会社日立制作所研究开发集团(以下简称日立)和麦克赛尔株式会社(董事长:中村啓次/以下简称麦克赛尔)联合研究,通过利用磁传感器量化手指精细运动的技术,分析敲击运动*2的各种特征而获得的。这项成果将有助于将来建立一种辅助早期发现MCI人士的检查方法。

                                                                                                      

     近年来以日本为首很多国家老龄化加剧,痴呆症患者人数逐年增加。及早发现老年痴呆风险,对于延缓痴呆症的进展和减少痴呆症患者人数,是非常重要的。目前正在进行与痴呆症相关的脑脊液和血液生物标志物的研究和开发,但存在对受试者的经济和身体负担大、检测和分析时间长等问题。此外,作为对受试者负担较小的检查方法,以问诊、观察为中心的神经心理学检查被广泛应用,但已知的课题是,其检查结果会随检查日期和时间段的变化而变化。因此,如果能够进行高精度并且对受试者的负担较小的简便筛查*3,将有助于早期发现痴呆症风险,进而延长健康寿命,同时对降低医疗费和护理费做出贡献。

 

     长寿医疗研究中心和日立在2016年发表的《提取阿尔茨海默型痴呆症特有的手指敲击运动模式》研究成果的基础上,继续开展进一步的临床研究,以便早期发现MCI。在诸多受试者的协助下,通过麦克赛尔于2019年推出的“磁传感手指敲击装置UB-2(非医疗设备)”,对MCI人士的手指敲击运动进行分析,成功地提取了MCI特有的运动模式。此外,通过与健康老年人的值(各特征量的临界值*4)进行比较,确认了可以精准检出MCI所特有的认知功能下降的情况。评估结果和用于评估的技术如下。

 

 

 1.  鉴定轻度认知障碍的手指敲击运动之临界值的设定

   以173名MCI人士和173名健康老年人为对象测量手指敲击运动,比较两组的特征量(图3),发现双手交替敲击时的敲击次数(相关系数*5r=0.51)、敲击间隔的平均值(r=0.45)、敲击间隔的标准偏差(r=0.43)、竦缩次数(r=0.41)等有显著性差异。此外,从ROC分析*6结果(图4)中获得了敲击次数(临界值30次,敏感性*7 0.769,特异性*8 0.665,AUC*90.79)、敲击间隔的平均值(临界值0.472秒,敏感性0.711,特异性0.723,AUC 0.79)、敲击间隔的标准偏差(临界值0.065秒,敏感性0.676,特异性0.734,AUC 0.77),竦缩次数(临界值32.5次,敏感性0.688,特异性0.717,AUC0.74)。把MCI人士的手指运动功能与健康老年人相比,显示出细微运动障碍、指尖灵活性降低、轻敲次数减少的现象。然而,到目前为止,还没有详细的研究确定用于区分MCI人士和健康老年人的临界值,本研究表明,手指敲击运动的特征量可能有助于捕捉具有MCI特征的手指功能。


 2.  精准量化手指精细运动的技术改良
     在这项临床研究中,我们使用了“磁传感型手指敲击装置UB-2”(图5)。与2016年前期研究时相比,除了计算手指敲击运动的振幅、敲击间隔、双手相位差等21种特征量外,还增加了23种特征量,包括捕捉竦缩、颤抖等细微运动的功能,把设备可计算的特征量扩展到了44种。因此,手指敲击运动的详细评估变得更加容易。

     UB-2采用便于佩戴、无创伤、生物安全性高的小型且轻量的紧凑设计,能够在较短的测量时间内,对受试者进行负担较小的测量和评估。今后,我们将继续进行更多手指敲击运动的数据测量和分析,通过提高评估方法的准确性,致力于为轻度认知障碍的早期筛查确立简便的检测方法。

     本成果已于2022年8月9日刊登在Hong Kong Journal of Occupational Therapy(https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/15691861221109872)。本研究是在长寿医疗研究中心伦理审查委员会的批准下开展的。


*1 轻度认知障碍: 主要症状是健忘,但对日常生活几乎没有影响,是介于正常和痴呆症之间的状态

*2 敲击运动:手指反复开合运动

*3 筛查:精密检查前的筛选试验

*4 临界值:为识别两个组(通常是正常人和特定疾病组)而定义的临界值或阈值

*5 相关系数:衡量两个数值相关性强弱的指标。如果存在完全正相关性,则为"1";如果存在完全负相关性,则为"-1"

*6 ReceiverOperating Characteristic(ROC)分析:评估模型预测准确性的方法之一

*7 敏感性:决定临床测试性质的一个指标,被定义为在某检查中"将应判定为阳性的正确判断为阳性的概率"

*8 特异性:决定临床检查性质的一个指标,被定义为在某检查中"阴性结果被正确判定为阴性的概率"

*9 AUC(Area Under the Curve):制作ROC曲线时,表示图表曲线下方部分的面积,取0到1的值,值越接近1表示判别能力越高

 

   

图1双手手指敲击运动

 

   

图2 双手手指敲击运动波形

 

图3 MCI人士和健康老年人在手指敲击运动中的特征量对比

 


 

图4 ROC分析图


图5 磁传感型手指敲击装置 UB-2

 


■ 磁传感型手指敲击装置“UB-2”(产品)的网站

https://biz.maxell.com/ja/wellness_beauty_care/finger_tapping/

 

■ 商标

    此处列出的公司或产品名称是其各自公司的商标或注册商标。

 

■ 咨询窗口

    麦克赛尔数字映像(中国)有限公司

    URL:https://www.maxell-dm.cn/

 

★特别声明:

本文引自2022年8 月24 日日本国立长寿医疗研究中心和麦克赛尔株式会社联合发布的新闻公告,由麦克赛尔数字映像(中国)有限公司于2022年8月25日中文转译发布。该文符合日本法律(标准),但不保证涵盖日本国以外的法律(标准)。

 



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