Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Протокол демонстрирует прототип домашней мультимодальной платформы сбора данных, которая поддерживает исследования, оптимизирующие адаптивную глубокую стимуляцию мозга (aDBS) для людей с неврологическими двигательными расстройствами. Мы также представляем основные результаты развертывания платформы в течение более года в доме человека с болезнью Паркинсона.
Адаптивная глубокая стимуляция мозга (aDBS) обещает улучшить лечение неврологических расстройств, таких как болезнь Паркинсона (БП). aDBS использует биомаркеры, связанные с симптомами, для корректировки параметров стимуляции в режиме реального времени для более точного таргетирования симптомов. Чтобы включить эти динамические корректировки, параметры алгоритма aDBS должны быть определены для каждого отдельного пациента. Это требует трудоемкой ручной настройки со стороны клинических исследователей, что затрудняет поиск оптимальной конфигурации для одного пациента или масштабирование для многих пациентов. Кроме того, долгосрочная эффективность алгоритмов aDBS, настроенных в клинике, когда пациент находится дома, остается открытым вопросом. Для реализации этой терапии в больших масштабах необходима методология автоматической настройки параметров алгоритма aDBS при удаленном мониторинге результатов терапии. В этой статье мы поделимся проектом платформы для сбора данных в домашних условиях, чтобы помочь в решении обеих проблем. Платформа состоит из интегрированной аппаратной и программной экосистемы с открытым исходным кодом, которая позволяет собирать нейронные, инерциальные и многокамерные видеоданные в домашних условиях. Чтобы обеспечить конфиденциальность данных, идентифицирующих пациента, платформа шифрует и передает данные через виртуальную частную сеть. Эти методы включают в себя выравнивание потоков данных по времени и извлечение оценок поз из видеозаписей. Чтобы продемонстрировать использование этой системы, мы развернули эту платформу в доме человека с болезнью Паркинсона и собирали данные во время самостоятельных клинических задач и периодов свободного поведения в течение 1,5 лет. Данные регистрировали при субтерапевтических, терапевтических и супратерапевтических амплитудах стимуляции для оценки тяжести двигательных симптомов при различных терапевтических условиях. Эти данные, согласованные по времени, показывают, что платформа способна синхронизировать мультимодальный сбор данных в домашних условиях для терапевтической оценки. Эта системная архитектура может быть использована для поддержки автоматизированных исследований aDBS, сбора новых наборов данных и изучения долгосрочных эффектов DBS-терапии за пределами клиники для людей, страдающих неврологическими расстройствами.
Глубокая стимуляция мозга (DBS) лечит неврологические расстройства, такие как болезнь Паркинсона (БП), путем подачи электрического тока непосредственно в определенные области мозга. По оценкам, во всем мире насчитывается 8,5 миллиона случаев болезни Паркинсона, и DBS зарекомендовала себя как важнейшая терапия, когда лекарств недостаточно для купирования симптомов 1,2. Однако эффективность DBS может быть ограничена побочными эффектами, которые иногда возникают при стимуляции, которая обычно проводится с фиксированной амплитудой, частотой и длительностью импульса3. Эта реализация с разомк....
Пациенты участвуют в более крупном исследовании, одобренном IRB и IDE, в Калифорнийском университете в Сан-Франциско, протокол # G1800975. Пациентка, включенная в это исследование, дополнительно предоставила информированное согласие именно на это исследование.
1. Компоненты домашней системы
Проектирование и развертывание прототипа платформы
Мы разработали прототип платформы и развернули ее на дому у одного пациента (рис. 1). После первой установки оборудования в доме платформа может поддерживаться, а данные собираются полностью через удаленный .......
Мы делимся дизайном домашнего прототипа мультимодальной платформы сбора данных для поддержки будущих исследований в области нейромодуляции. Конструкция имеет открытый исходный код и модульную структуру, так что любое оборудование может быть заменено, а любой программный компонент м.......
У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.
Этот материал основан на работе, поддержанной Программой стипендий для аспирантов Национального научного фонда (DGE-2140004), Weill Neurohub и Национальным институтом здравоохранения (UH3NS100544). Любые мнения, выводы, выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат автору (авторам) и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда, Weill Neurohub или Национального института здравоохранения. Мы благодарим Тяньцзяо Чжана за экспертные консультации по дизайну платформы и внедрению видеоданных. Мы особенно благодарим пациента за участие в этом исследовании, а также за отзывы и советы по сетевой безопасности и проектированию платформы.....
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Analysis RCS Data Processing | OpenMind | https://github.com/openmind-consortium/Analysis-rcs-data, open-source | |
Apple Watches | Apple, Inc | Use 2 watches for each patient, one on each wrist | |
BRIO ULTRA HD PRO BUSINESS WEBCAM | Logitech | 960-001105 | Used 3 in our platform design |
DaVinci Resolve video editing software | DaVinci Resolve | used to support camera calibration | |
Dell XPS PC | Dell | 2T hard disk drive, 500GB SSD | |
Dropbox | Dropbox | ||
ffmpeg | N/A | open-source, install to run the Video Recording App | |
Gooseneck mounts for webcams | N/A | ||
GPU | Nvidia | A minimum of 8GB GPU memory is recommended to run OpenPose, 12GB is ideal | |
Java 11 | Oracle | Install to run the Video Recording App | |
Microsoft Surface tablet | Microsoft | ||
NoMachine | NoMachine | Ideal when using a Linux OS, open-source | |
OpenPose | N/A | open-source | |
Rclone file transfer program | Rclone | Encrypts data and copies or moves data to offsite storage, open-source | |
StrivePD app | RuneLabs | We installed the app on the Apple Watches to start recordings and upload data to an online portal. | |
Summit RC+S neuromodulation system | Medtronic | For investigational use only | |
touchscreen-compatible monitor | N/A | ||
Video for Linux 2 API | The Linux Kernel | Install if using a Linux OS for video recording | |
Wasabi | Wasabi | Longterm cloud data storage | |
WireGuard VPN Protocol | WireGuard | open-source |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеСмотреть дополнительные статьи
This article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены