Kan een alledaags voorwerp als een pen ons helpen bij het constateren van hersenaandoeningen? Onderzoekers van MIT denken van wel en stellen dat een digitale pen kan helpen bij het herkennen van dementie of andere hersenaandoeningen in een vroeg stadium.
Voor artsen zijn termen als de Montreal Cognitive Assessment (MoCA) en de ‘klok teken’-test misschien wel de meest gebruikte methoden om te beoordelen of een patiënt last heeft van een hersenaandoening en zo ja, in welke mate. De tests, waarbij er niets meer nodig is dan een pen en een stuk papier, wordt al jaren ingezet om de impact van kneuzigen, bloedingen en zelfs dementie te beoordelen.
Te laat
Hoewel artsen wereldwijd al tientallen jaren deze tests toepassen bij het diagnostiseren van Parkison of Alzheimer, kleven er toch twee flinke nadelen aan beide tests, met name aan de vaak gebruikte CDT, de Clock Drawing Test. Patiënten dienen zelf een klok te tekenen met een specifieke tijd en wordt daarna gevraagd een klok met een bepaald tijdstip na te tekenen.
De test voor Alzheimer die al jarenlang wordt ingezet, blijkt vaak te laat en is alles behalve eenduidig. Deel deze quoteTen eerste maken ze vaak in een veel te laat stadium duidelijk dat er een probleem is. In het geval van Alzheimer is de verandering in de hersenen die er voor zorgt dat men de tests niet goed doorkomt vaak 10 jaar – of zelfs eerder – al ingezet. Op het moment dat de arts de patiënt ziet en kan testen is het effect vaak al onomkeerbaar.
Maar misschien wel van grotere invloed is het feit dat de resultaten van de test moeten worden beoordeeld door de arts, die bijvoorbeeld moet oordelen hoeveel afwijking de cirkel van de klok heeft en wat daarvan de oorzaak zou kunnen zijn. Vooronderzoek van MIT toonde daarnaast nog eens aan dat het merendeel van de artsen zich vooral richt op de laatste tekening, in plaats van de gehele test.
Digitaal tekenen
Een team van onderzoekers van MIT denkt in samenwerking met het Lahey Hospital een uiterst betrouwbaar alternatief te hebben gevonden. De zogenaamde dCTD of digital Clock Drawing Test moet helpen bij het nauwkeuriger, constanter en vooral vroegtijdiger ontdekken van afwijkingen in cognitief gedrag.
In plaats van een analyse door de specialist, meet een digitale pen meer dan 80x per seconde elke beweging. Deel deze quoteIn plaats van een analyse door een arts word de beweging van de pen gevolgd door een piepkleine camera, die 80 keer per seconde of meer zijn positie bepaald op papier. Daarnaast meet de pen de druk die op het papier wordt uitgevoerd, de snelheid waarmee er getekend wordt en kan er exact worden bepaald welke bewegingen de gebruiker maakte en dus: waar de gebruiker twijfelde in zijn vloeiende beweging.
Het resultaat is een digitale versie van de test die op papier wordt uitgevoerd. De patiënt hoeft er geen aparte test voor te doen, het is direct digitaal tekenen op een ouderwets papiertje.
Voorspellend analyseren
De held van dit verhaal is echter niet de digitale pen, die er in allerlei soorten al is. In het geval van het onderzoek van MIT maakte men gebruik van de Anoto Live Pen, maar zou net zo goed kunnen zijn uitgevoerd met een pen van bijvoorbeeld Livescribe.
Het echte werk werd gedaan door een uniek algoritme wat het team wist te ontwikkelen, waarbij de input vanuit de digitale pen direct werd omgezet naar analyses, waarmee artsen kunnen bepalen of iemand een afwijking heeft en zo ja, wat de mogelijke oorzaken kunnen zijn. In totaal verwerkte het team meer dan 2600 tests van de afgelopen negen jaar en bleek het algoritme in de meeste gevallen vele malen accurater dan de beoordeling van de arts.
Analyse door de software is volledig geautomatiseerd, objectief en volgens de onderzoekers snel en gemakkelijk toe te passen. “Elke tekening die we analyseren maakt het algoritme slimmer,” aldus William Souillard-Mandar, een van de onderzoekers uit het team. “Dus met elke tekening wordt de software steeds beter in het voorspellend analyseren.”
Het onderzoek maakte bijvoorbeeld duidelijk dat gezonde volwassenen langer nadenken over het tekenwerk alvorens ze een pen op het papier zetten, terwijl mensen met een afwijking in hun geheugen vaak de pen langer laten rusten om na te denken.
Tijdswinst
Een betere en eerdere diagnose is natuurlijk al een bijzondere prestatie, maar het team benadrukt dat de automatisering ook zorgt voor immense tijdswinst en dus meer tijd van neurologen die effectief elder ingezet kan worden.
Dagelijks zien neurologen tientallen patiënten, waardoor er in het handmatig doorspitten van dossiers en verwerken van informatie in een centrale database al snel veel tijd gaat zitten. Tijd die door deze technologie wellicht ingezet kan gaan worden voor contact met patiënten
Het team van MIT is in ieder geval ambitieus: het is begonnen met het verder ontwikkelen van hun algoritme en bijbehorende hardware. Het hoopt dat de technologie binnenkort op grote schaal kan worden aangeboden aan neurologen en huisartsen, zodat er makkelijker en in een eerder stadium kan worden getest.