Door Annemarie Smid, technisch geneeskundige, UMC Groningen

De meest gebruikte methode om trillen (tremor) en traagheid van beweging (bradykinesie) bij de ziekte van Parkinson (ZvP) te beoordelen is een klinische scorelijst genaamd de MDS-UPDRS (“Movement Disorder Society Unified Parkinson’s Disease Rating Scale”). Deze methode wordt door diverse zorgverleners (neurologen, paramedici, (gespecialiseerde) verpleegkundigen, etc.) toegepast. Hiermee wordt het beloop van de bewegingssymptomen bij de patiënt gescoord op verschillende momenten tijdens het zorgtraject. Hoewel deze scores relevante informatie opleveren, vereist hun gebruik expertise in ZvP. Deze methode is namelijk subjectief en hangt sterk af van de ervaring van de beoordelaar/zorgverlener. Daarnaast kunnen de scores afhankelijk van het tijdstip van meten sterk wisselen. Deze scores spelen een belangrijke rol in het ZvP zorgtraject, aangezien de keuze voor bepaalde behandelingen (deels) afhangt van MDS-UPDRS-scores. Dit geldt zowel voor behandeling met medicatie als voor eventuele hersenoperaties, zoals Diepe Brein Stimulatie (DBS). De uitkomst van zo’n operatie is deels afhankelijk van de klinische beoordelingen voor en tijdens de operatie.

Daarom is het noodzakelijk om bewegingssymptomen zoals tremor en bradykinesie tijdens het hele zorgtraject correct en objectief te meten, onafhankelijk van welke zorgverlener de patiënt beoordeelt. Er zijn verschillende onderzoeker-onafhankelijke meettechnieken beschikbaar. 3D-accelerometrie komt naar voren als een snelle en accurate manier om bewegingssymptomen zoals tremor en bradykinesie te meten. Een 3D-accelerometer is een kleine bewegingssensor die de versnelling van bewegingen kan meten (Figuur 1). Hiermee kunnen we de grootte van de beweging berekenen, evenals de tijd dat bewegingen te traag of te snel zijn.

Figuur 1: Bewegingssensor (accelerometer) op de vingertop links.

Subtiele veranderingen in tremor en bradykinesie kunnen met het blote oog gemist worden. Met een 3D-accelerometrie kunnen deze veranderingen wel worden gemeten. Tegenwoordig zijn er allerlei apparaten beschikbaar die accelerometrie gebruiken om tremor en bradykinesie te meten. Deze apparatuur is echter nog niet geschikt om in alle fasen in het ZvP zorgtraject in te zetten. Bovendien worden deze apparaten doorgaans door hulpverleners bediend, en is zelfregie door de patiënt niet mogelijk. Daarom is dit project opgestart om een eerste stap te zetten richting het ontwikkelen van draagbare bewegingsmeters, oftewel ‘wearables’. Het idee is dat deze ‘wearables’ op ieder moment en door de parkinsonpatiënt zelf gebruikt kunnen worden om tremor en bradykinesie objectief te meten.

Doelen:

1. Het hoofddoel van dit project was het ontwikkelen van een meetsysteem dat objectief is en niet meer afhankelijk van de interpretatie van zorgverleners. Hierdoor ontstaat er een betrouwbaarder beeld over het beloop van de bewegingssymptomen en de reactie op therapieën.
2. Dit meetsysteem werd op verschillende momenten in het DBS zorgtraject getest, om na te gaan hoe toepasbaar het meetsysteem is in de huidige klinische omgeving. Hierdoor kan uiteindelijk de huidige manier van het meten van tremor en bradykinesie worden geoptimaliseerd.
3. Uiteindelijk willen we het meetsysteem dusdanig optimaliseren het therapie-advies kan geven. Oftewel, dat de informatie gemeten met de wearables automatisch wordt omgezet in het beste medicatie advies, dan wel de meest optimale instelling van het DBS-systeem (‘closed loop systeem'). Zo kunnen de gemeten symptomen optimaal onderdrukt worden. Hier is vervolgonderzoek voor nodig.

Methodes:

Dit project werd uitgevoerd bij de afdeling neurochirurgie in het UMCG en op de polikliniek van het Punt voor Parkinson Groningen. In totaal deden 64 patiënten met ZvP die een hersenoperatie (voornamelijk DBS) ondergingen mee aan het onderzoek. Patiënten ondergingen metingen tijdens polikliniekbezoeken, ziekenhuisopname en/of neurochirurgische ingrepen. Metingen werden uitgevoerd tijdens alle fasen in het DBS zorgtraject, namelijk:

• op de polikliniek voordat een hersenoperatie werd uitgevoerd;
• tijdens ziekenhuisopname rondom de hersenoperatie;
• op de polikliniek na de hersenoperatie.

Patiënten voerden volgens het reguliere zorgprotocol de bewegingsopdrachten van de MDS-UPDRS uit. Deze opdrachten werd gescoord door een ervaren zorgverlener, terwijl een accelerometer bevestigd was aan de wijsvingers. Tremor werd gemeten door met een accelerometer aan de wijsvinger de versnelling over tijd te meten. Hiermee kon de soort tremor, de intensiteit en de standvastigheid van tremor gedetecteerd worden. Bradykinesie werd ook gemeten door een accelerometer bevestigd aan de wijsvinger. Hiermee konden vertragingen, amplitudewisselingen, onderbrekingen en aarzelingen van de beweging gemeten worden. Verschillende data-analyse technieken werden onderzocht om de ernst van tremor en bradykinesie nauwkeurig te kunnen berekenen. Er werd een algoritme ontwikkeld waarin deze geavanceerde technieken samenkomen met de MDS-UPDRS-criteria om de accelerometrie data te analyseren. Dit resulteerde in een objectieve score per tremor- en bradykinesie-opdracht.

Resultaten:

Dit project presenteert een objectieve meetmethode dat met behulp van bewegingssensoren tremor en bradykinesie van de handen kan beoordelen volgens de MDS-UPDRS-criteria. Het algoritme laat een hoge betrouwbaarheid zien bij herhaalde metingen.

• Tremor: 80% van objectieve scores kwamen overeen met de MDS-UPDRS-beoordelingen, een goede overeenstemming.
• Bradykinesie: 66% van objectieve scores kwamen overeen met de MDS-UPDRS-beoordelingen, wat een redelijk goede overeenstemming was.

Omdat de accelerometrie methode zo consistent is, kan het de afhankelijkheid van menselijke beoordelaars verminderen. Daarnaast kan deze methode bijdragen aan een objectieve manier om tremor en bradykinesie van de handen te meten bij ZvP. Dit project vormde de eerste stap die essentieel is om toe te werken naar een situatie waarbij patiënten zelf thuis hun symptomen kunnen meten, om zo hun DBS of medicatie bij te stellen.

Toepasbaarheid:

De bevindingen van dit project hebben een directe klinische betekenis: de meetopstelling en data-analyse techniek kunnen direct in de reguliere zorg toegepast worden om de efficiëntie en nauwkeurigheid van ZvP therapie te verbeteren. Hierdoor kan de effectiviteit van behandelingen geoptimaliseerd worden, waardoor de bewegingsklachten van de patiënt doelgerichter en beter behandeld kunnen worden. Bovendien draagt dit onderzoek bij aan het ontwikkelen van een feedback-systeem voor medicatie en/of DBS, waarbij kwantitatieve feedback wordt gegeven over de status van de patiënt. Door het gebruik van ‘wearables’ in de thuissituatie kunnen gedurende de dag bewegingen gemeten worden. Middels een feedback-systeem kunnen de gemeten symptomen vervolgens optimaal onderdrukt worden. Vervolgonderzoek is nodig om naar een dergelijk gebruiksvriendelijk systeem toe te werken.

Patiëntenparticipatie:

We hebben patiënten actief betrokken bij de overwegingen die we hebben gemaakt voor dit onderzoek. Het uiteindelijke doel is immers om het objectief monitoren van de bewegingssymptomen in het gehele zorgtraject toe te passen, dus ook buiten de polikliniek en de operatiekamer. Voor dit project vroegen we de patiëntenvereniging om advies. Deelnemende patiënten gaven hun mening over de behoeftes die er zijn als het gaat om het monitoren van de bewegingssymptomen. We hebben het meetprotocol samen met patiëntonderzoekers opgesteld, en besproken welke methodes, sensoren, vragenlijsten, etc. het beste werken voor de patiënten. Zo proberen we waar mogelijk de zorg voor patiënten met ZvP te optimaliseren.

Toekomstbeeld:

Het uiteindelijk doel van de overkoepelende onderzoekslijn is het vergroten van de zelfregie van mensen met ZvP. Hierbij is het idee dat patiënten zelf de ernst van hun tremor en bradykinesie kunnen meten met een ‘wearable’. Hier is vervolgonderzoek voor nodig. De specifieke informatie die deze ‘wearable’ geeft, kan de patiënt helpen het beloop van de bewegingsklachten objectief in kaart te brengen. Hierdoor wordt de patiënt meer betrokken en kan hij/zij (para)medici beter en nauwkeuriger informeren. Het beloop van de klachten en de reactie op verschillende therapieën kan beter in kaart worden gebracht. Het toekomstbeeld is dat patiënten hun medicatie en DBS-instellingen snel en makkelijk kunnen aanpassen aan de hand van metingen via ‘wearables’. We verwachten dat DBS systematischer en optimaler ingesteld kan worden door de accelerometrie meetmethode, omdat er directe feedback is op een veranderde DBS-instelling. Dit kan ook door de patiënt thuis gemeten worden. Daarnaast kan deze meetmethode worden toegepast bij patiënten die (nog) geen DBS of medicatie hebben, om het beloop van de klachten gedurende de dag beter in kaart te brengen.