Quantitative assessment of parkinsonian bradykinesia based on an inertial measurement unit

Abstract

BackgroundAs the most characteristic feature of Parkinson’s disease (PD), bradykinesia (slowness of movement) affects all patients with Parkinson’s disease and interferes with their daily activities. This study introduces a wearable bradykinesia assessment system whose core component is composed of an inertial measurement unit.MethodsThe system diagram and assessment task were defined in accordance with clinical requirements from neurologists. Based on hand grasping actions, calculations of hand grasping ranges and statistical methods of quantitatively assessing parkinsonian bradykinesia were presented. Seven control subjects and eight patients were tested with this system.ResultsExperimental results show that a calculated bradykinesia parameter (modified mean range, instead of mean and standard deviation of the grasp ranges) correlated well with the evaluations of a neurologist (Pearson’s correlation coefficient r = −0.83, p < 0.001).ConclusionsThe bradykinesia assessment system was tested on both health subjects and PD patients. The results show that this system has greater correlation with the evaluations by neurologists than other parkinsonian bradykinesia assessment systems. The modified mean range was verified as the major bradykinesia parameter (key indicator). This study is helpful to those who want to use consumer-grade inertial sensors for quantitative assessment of motor symptoms during treatment.

Uma Revisão Dos Métodos Para Avaliação Da Bradicinesia Parkinsoniana Utilizando Sensores Inerciais

“…Todos os trabalhos selecioandos avaliam a bradicinesia conforme as ativdidades porpostas pela UPDRS e a maioria destes utilizou os parâmetros derivados da velocidade angular [11]- [14] [15].…”

Sistema Para Discriminação Entre Indivíduos Acometidos Pela Doença De Parkinson E Indivíduos Saudáveis Por Meio De Modelos Auto Regressivos

“…Estudos recentes buscam o desenvolvimento de métodos objetivos para o diagnóstico e acompanhamento da DP, dentre eles, diversos apresentam o uso de sensores inerciais para quantificar e diagnosticar o tremor [2,5,6,7,8]. Pesquisas com acelerômetro estão sendo testadas e avaliadas para determinar o estado geral, a eficácia da terapia medicamentosa e a melhoria da doença de Parkinson.…”

“…Essa escala avalia os sinais, sintomas e determinadas atividades dos pacientes por meio do auto relato e da observação clínica. Ela é composta por questões que são divididas em quatro partes, nas quais a pontuação em cada item varia de 0 a 4, sendo que o valor máximo indica maior comprometimento pela doença e o mínimo a normalidade [4].Estudos recentes buscam o desenvolvimento de métodos objetivos para o diagnóstico e acompanhamento da DP, dentre eles, diversos apresentam o uso de sensores inerciais para quantificar e diagnosticar o tremor [2,5,6,7,8]. Pesquisas com acelerômetro estão sendo testadas e avaliadas para determinar o estado geral, a eficácia da terapia medicamentosa e a melhoria da doença de Parkinson.…”

“…Lemoyne et al [5], por exemplo, usou um dispositivo vestível com acelerômetro sem fio para rastrear o estado da DP e otimizar a dosagem dos medicamentos ou os parâmetros EPC, em tempo real. Algumas pesquisas fizeram uso desse sensor inercial para avaliar a severidade da bradicinesia e os sintomas motores dessa característica em pacientes com DP [6,7]. Em [8] realizou-se a coleta de medidas externas, não invasivas, com acelerômetro e eletromiografia para atualizar os parâmetros do sistema EPC para prever…”

An Automatic Parkinson ’s Disease Recognition System Based on Multi - Feature Selection of Motion Signals

“…It uses wearable inertial sensors on the body to collect acceleration, angular velocity and other motion signals to be analyzed to obtain quantitative parameters to assess the motor function of patients [6] [7]. Körver R J P et al [8] used the asymmetry parameters to evaluate the shoulder motion function; Yoneyama M et al [9] used periodic, cross-correlation and other parameters for gait analysis of PD patients.…”