Parkinson: Smartwatches können Anzeichen bis zu 7 Jahre früher erkennen

Bei der Parkinson-Krankheit führt der Verfall bestimmter Gehirnzellen zu Bewegungsstörungen und anderen Gesundheitsproblemen, die sich mit der Zeit verschlimmern. Leider gibt es immer noch keine Behandlung, die die Krankheit umkehrt oder stoppt.

Derzeit laufen mehrere Studien, um Behandlungen zu testen, die das Gehirn im Frühstadium der Parkinson-Krankheit vor weiteren Schäden schützen könnten. Damit Menschen von diesen Behandlungen profitieren können, ist es wichtig, zuverlässige Biomarker zu finden, um Parkinson so früh wie möglich zu erkennen.

Bevor bei jemandem Parkinson diagnostiziert wird, kann es sein, dass bei ihm mehrere Jahre lang andere Symptome aufgetreten sind (sogenannte Prodromalsymptome). Forscher haben diese Symptome sowie Daten zu Genetik, Lebensstil und Blutbiochemie untersucht, um herauszufinden, wie gut sie die Entwicklung von Parkinson vorhersagen können. Die Ergebnisse sind vielversprechend, es gibt jedoch noch Raum für Verbesserungen.

Untersuchungen haben auch gezeigt, dass Beeinträchtigungen der täglichen Aktivitäten und Anzeichen von Langsamkeit bereits Jahre vor der Diagnose von Parkinson auftreten können. Dies inspirierte Forscher dazu, tragbare digitale Sensoren zur Überwachung von Laufmustern als Hilfsmittel zur Erkennung von Parkinson einzusetzen.

Die meisten Smartwatches enthalten einen Sensor, der die Beschleunigung eines sich bewegenden Körpers misst, einen sogenannten Beschleunigungsmesser. Eine Studie aus dem Jahr 2021 zeigte, dass am Handgelenk getragene Beschleunigungsmesser Parkinson mit hoher Genauigkeit erkennen können. Der Nutzen dieser Ergebnisse wurde jedoch durch die Tatsache eingeschränkt, dass sich die Studie auf Personen konzentrierte, bei denen bereits Parkinson diagnostiziert wurde.

Aufbauend auf dieser Arbeit untersuchte eine neue Studie unter der Leitung von Forschern des UK Dementia Research Institute und des Neuroscience and Mental Health Innovation Institute in Cardiff die Möglichkeit, am Handgelenk getragene Beschleunigungsmesser zu verwenden, um Parkinson bereits Jahre vor der klinischen Diagnose zu erkennen.

Die Studie ist in Nature Medicine veröffentlicht.

Für die Studie wurden Daten der britischen Biobank-Studie verwendet, die seit 2006 Daten von über 500.000 Personen im Alter von 40 bis 69 Jahren sammelt.

Eine Untergruppe der britischen Biobank-Studienpopulation (n = 103.712) trug Beschleunigungsmesser zur Messung ihrer körperlichen Aktivität (erhoben zwischen 2013 und 2015).

Um zu beurteilen, ob die Daten dieser Beschleunigungsmesser als früher Marker für Parkinson verwendet werden könnten, verglichen die Forscher der Universität Cardiff die Beschleunigungsmesserdaten von Menschen mit Parkinson, Menschen ohne diese Krankheit und Personen mit anderen neurodegenerativen Störungen oder Bewegungsstörungen.

Sie verglichen auch das auf Beschleunigungsmesserdaten basierende Parkinson-Vorhersagemodell mit anderen Modellen, die auf bekannten medizinischen Symptomen, Genetik, Lebensstil oder Daten zur Blutbiochemie trainiert wurden, um herauszufinden, welche Kombination von Datenquellen bei der Identifizierung früher Anzeichen von Parkinson in der Allgemeinbevölkerung am effektivsten war.

Die Forscher fanden heraus, dass mehrere Jahre vor der Diagnose von Parkinson eine Abnahme der Bewegungsgeschwindigkeit (oder „Beschleunigung“) zu beobachten ist. Diese Verringerung der Beschleunigung war einzigartig bei Parkinson und wurde bei anderen untersuchten neurodegenerativen Störungen oder Bewegungsstörungen nicht beobachtet.

Aus Beschleunigungsdaten abgeleitete Schlafmerkmale zeigten eine schlechtere Qualität und Dauer des Schlafes bei Menschen mit der Diagnose Parkinson oder im Prodromalstadium im Vergleich zu Menschen ohne die Krankheit.

Die Ergebnisse zeigten, dass Beschleunigungsmesserdaten Parkinson bereits vor der klinischen Diagnose vorhersagen können. Darüber hinaus übertraf das auf Beschleunigungsmesserdaten basierende Modell andere Modelle, die auf bekannten medizinischen Symptomen, Genetik, Lebensstil oder Blutbiochemiedaten trainiert wurden.

Darüber hinaus konnten die Forscher mithilfe der Beschleunigungsmessung abschätzen, wann mit einer Parkinson-Diagnose zu rechnen ist.

Dr. Walter Maetzler, ordentlicher Professor für Neurogeriatrie und stellvertretender Direktor der neurologischen Abteilung des Universitätsklinikums Kiel, der nicht an der Studie beteiligt war, zeigte sich überrascht über „die starken Ergebnisse dieser Studie“.

„Eine gewisse Veränderung der Mobilität und Beweglichkeit von Menschen in einer Prodromalphase von [Parkinson], bis etwa fünf Jahre vor der klinisch möglichen Diagnose, konnte aufgrund der vorhandenen Literatur bereits vermutet werden. Das Überraschende an der aktuellen Studie ist, dass sie eine eingeschränkte Mobilität bis zu sieben Jahre vor der klinischen Parkinson-Diagnose feststellen und sogar vorhersagen können, wann eine klinische Parkinson-Diagnose möglich ist.“ – Dr. Walter Maetzler

In ihrem Artikel weisen die Studienautoren darauf hin, dass die Ergebnisse dieser Studie nicht mithilfe eines anderen Datensatzes validiert wurden, da es an entsprechenden groß angelegten Datensätzen mangelt, die die Prodromalphase mehrerer Erkrankungen erfassen.

Der Datensatz der britischen Biobank wies bestimmte Einschränkungen auf, wie z. B. die Verfügbarkeit von Akzelerometriedaten für nur sieben Tage und das Fehlen klinisch anerkannter prodromaler Marker wie Dopamintransporter-Bildgebung oder motorische Untersuchungen.

Eine weitere Einschränkung dieser Studie besteht darin, dass die Modelle an einer Untergruppe von Personen trainiert wurden, die über vollständige Informationen verfügten, was die Stichprobengröße künstlich reduzierte und möglicherweise die Generalisierbarkeit der Ergebnisse einschränkte.

Frau Schalkamp bemerkte außerdem: „Wir haben unser Tool derzeit nur auf einem bestimmten Gerät, dem Activity Ax3, getestet und können keine Rückschlüsse darauf ziehen, wie gut es auf anderen Geräten funktionieren würde.“

In Kommentaren zu Medical News Today äußert sich Ann-Kathrin Schalkamp, ​​Erstautorin der Studie und Ph.D. Student am UK Dementia Research Institute an der Universität Cardiff, stellte klar, dass sie „nicht beabsichtigen, dass Einzelpersonen Smartwatches verwenden können, um ihr eigenes Risiko, an Parkinson zu erkranken, zu messen“.

Sobald diese Ergebnisse in einer unabhängigen Kohorte bestätigt seien, „wäre das ultimative Ziel, den auf Smartwatches basierenden Risikoscore für Parkinson in die klinische Praxis zu integrieren“, sagte Schalkamp.

Eine Studie aus dem Jahr 2022 berichtete, dass die Verwendung von Smartwatches zur Erkennung von Vorhofflimmern bei einigen Patienten mit bestimmten Herzerkrankungen zu einer hohen Rate an falsch positiven Ergebnissen und nicht eindeutigen Ergebnissen führt. MNT fragte den Studienautor, ob die Erkennung von Parkinson mithilfe von Smartwatches ein ähnliches Problem darstellen könnte.

„Da wir darauf abzielten, ein Screening-Tool und nicht ein diagnostisches zu entwickeln, gaben wir bei der Wahl des Modelltrainings der Sensitivität Vorrang vor der Spezifität, was zu einer höheren Anzahl falsch positiver Ergebnisse führte. Wenn durch das Screening-Tool erkannt wird, dass bei einer Person ein hohes Risiko besteht, in Zukunft an Parkinson zu erkranken, wären weitere Tests erforderlich, um später eine Parkinson-Diagnose zu bestätigen“, erklärte Schalkamp.

Schalkamp glaubt, dass „Neurologen sich dann künftig nicht mehr nur auf die Smartwatch-Daten verlassen, sondern diese als weitere Indikatoren in ihren Entscheidungsprozess einbeziehen würden.“

Dr. Maetzler sagte gegenüber MNT, dass die Ergebnisse „unsere klinische Praxis wahrscheinlich nicht sofort verändern werden“.

„Bestätigende Studien sind erforderlich, und das Protokoll muss möglicherweise auch verfeinert werden (z. B. mit längeren und wiederholten Messphasen, alternativen Positionen des Geräts am Körper, z. B. am nicht dominanten Handgelenk, am unteren Rücken oder am Fuß, sogar Kombinationen davon). „Geräte könnten nützlich sein und die Ergebnisse verbessern)“, fügte er hinzu.

Dr. Maetzler glaubt, dass die Ergebnisse für Pharmaunternehmen, die potenzielle neuroprotektive Medikamente untersuchen, von großem Interesse sein werden. Mithilfe dieses auf Akzelerometrie basierenden Vorhersagemodells „können sie die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass Probanden, die sich tatsächlich in der Prodromalphase [Parkinson-Krankheit] befinden, in ihre Studien und klinischen Studien einbezogen werden.“