Хвороба Паркінсона є хронічним, прогресуючим нейродегенеративним захворюванням центральної нервової системи, для якого наразі не існує ефективного лікування. Точні причини розвитку хвороби Паркінсона досі не встановлені. Існують різні гіпотези, згідно з якими черепно-мозкові травми, вплив токсичних речовин, генетичні фактори та прискорене старіння можуть сприяти виникненню цього захворювання [1]. Незважаючи на поширеність хвороби Паркінсона, 10-20% випадків залишаються недіагностованими, а близько 25% випадків діагностуються неправильно [2]. Це пояснюється варіативністю прогресування симптомів у пацієнтів, а також тим, що хворобу Паркінсона важко відрізнити від інших захворювань на ранніх стадіях. Дослідження показують, що симптоми хвороби Паркінсона зазвичай проявляються у пацієнтів, які втратили 80% або більше нервових клітин у чорній речовині головного мозку, що виробляють дофамін [1].
Хвороба Паркінсона впливає як на моторні, так і на немоторні функції. Симптоми зазвичай розвиваються поступово й стають більш вираженими з часом. У міру прогресування захворювання немоторні симптоми набувають більшого значення [3]. До поширених моторних симптомів належать тремор рук і, відповідно, зміна дрібної моторики, ригідність кінцівок, брадикінезія, порушення ходи та рівноваги, постуральна нестабільність і гіпертонія. Немоторні симптоми можуть включати деменцію, зниження чи втрату нюху, порушення слиновиділення, зміни голосу, а також нейропсихіатричні порушення, такі як розлади сну, психоз, зміни настрою, зниження мотивації, депресія, апатія, безсоння, порушення пам’яті та уваги. Із покращенням моторних симптомів немоторні прояви стають основною проблемою в лікуванні пацієнтів із хворобою Паркінсона. Також було виявлено, що немоторні симптоми з'являються раніше, ніж моторні, що ускладнює ранню діагностику. Жоден із цих симптомів не є однозначним маркером захворювання, тому актуальним стає підхід, що поєднує кілька симптомів, ознак і анамнез пацієнтів для постановки діагнозу. Серед традиційних методів діагностики виділяють такі критерії [1]:
• Наявність двох із трьох основних симптомів;
• Відсутність інших неврологічних порушень під час обстеження;
• Відсутність в анамнезі інших можливих причин паркінсонізму, таких як прийом транквілізаторів, черепно-мозкові травми чи інсульти;
Спираючись на останні наукові дослідження, у цій роботі ми пропонуємо враховувати анатомічні особливості структур головного мозку та їхні зміни під впливом хвороби Паркінсона для визначення найбільш інформативного біомаркера для діагностики. Основною структурою, залученою в патологічний процес при цій хворобі, є базальні ганглії [4]. Відомо, що ураження цих структур пов’язане з поступовим і незворотним зменшенням кількості нейронів, розташованих у чорній речовині мозку, які відповідають за вироблення дофаміну. Дофамін є ключовим нейромедіатором, необхідним для передачі нервових імпульсів, що регулюють рухову активність. Прогресуюча дегенерація цих нейронів призводить до зменшення рівня дофаміну, і, відповідно, порушення передачі імпульсів, що обумовлює клінічну картину захворювання. Таким чином, зниження рівня дофаміну в стріатумі внаслідок дегенерації дофамінергічних нейронів стає ключовим чинником у розвитку клінічних проявів хвороби Паркінсона [5].
Існує безліч методів візуалізації, що дозволяють виявити зміни у структурах мозку, на які впливає хвороба Паркінсона. Однак для ранньої діагностики найчастіше використовується однофотонна емісійна комп’ютерна томографія (SPECT) [6]. У пацієнтів із хворобою Паркінсона втрата дофамінергічних нейронів призводить до помітного зменшення об'єму путамену, що виявляється за допомогою діагностичного методу DATSCAN [7]. Тому в нашому дослідженні основна увага приділяється 13 параметрам, заснованим на коефіцієнті зв’язування в стріатумі (SBR), отриманим із зображень DATSCAN.
Наше дослідження підкреслює потенціал коефіцієнта SBR, обчисленого в контрлатеральному путамені як важливого біомаркера для ранньої діагностики хвороби Паркінсона. Застосування методів машинного навчання, зокрема ансамблевих методів, таких як AdaBoost, продемонструвало високу ефективність у досягненні точної та надійної діагностики хвороби Паркінсона. Зосереджуючись на ознаці, яка має сильну дискримінаційну здатність між здоровими людьми та пацієнтами з хворобою Паркінсона, модель AdaBoost продемонструвала вражаючі результати за точністю та показниками ROC.
Список літератури:
1. Parkinson’s Disease. AANS. URL: https://www.aans.org/patients/conditions-treatments/parkinsons-disease/ (date of access: 11.09.2024).
2. Kozyolkin, O.; Revenko, A.; Medvedkova, S. Parkinson’s Disease: Current Aspects of Diagnosis and Treatment; Zaporizhzhia State Medical University: Zaporizhzhia, 2017;
3. Contributors to Wikimedia projects. Parkinson's disease - Wikipedia. Wikipedia, the free encyclopedia. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Parkinson's_disease (date of access: 11.09.2024).
4. Basal Ganglia: Coronal Section | BioDigital Human Platform Available online: https://human.biodigital.com/widget/?be=2grM&background.colors=0,0,0,1,0,0,0,1&initial.hand-hint=true&ui-fullscreen=true&ui-center=false&ui-dissect=true&ui-zoom=true&ui-help=true&ui-tools-display=primary&ui-info=true&uaid=3UHus (accessed on 23 August 2024).
5. Zhou, Z.D.; Yi, L.X.; Wang, D.Q.; Lim, T.M.; Tan, E.K. Role of Dopamine in the Pathophysiology of Parkinson’s Disease. Transl. Neurodegener. 2023, 12, 44, doi:10.1186/s40035-023-00378-6.
6. Booth, T.C.; Nathan, M.; Waldman, A.D.; Quigley, A.-M.; Schapira, A.H.; Buscombe, J. The Role of Functional Dopamine-Transporter SPECT Imaging in Parkinsonian Syndromes, Part 1. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2015, 36, 229–235, doi:10.3174/ajnr.A3970.
7. Akdemir, Ü.Ö.; Bora Tokçaer, A.; Atay, L.Ö. Dopamine Transporter SPECT Imaging in Parkinson’s Disease and Parkinsonian Disorders. Turk. J. Med. Sci. 2021, 51, 400–410, doi:10.3906/sag-2008-253.
_________________________
Наукові керівники: Попов Антон Олександрович, кандидат технічних наук, доцент, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»; Лисенко Олександр Миколайович, доктор технічних наук, професор, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter