腕戴式加速度计在运动神经元病监测中的应用:优化疾病追踪与临床试验设计的新策略

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:eBioMedicine

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  推荐:本研究针对运动神经元病(MND)功能衰退监测缺乏连续客观指标的临床痛点,通过95例患者非优势腕佩戴ActiGraph GT9X Link设备的纵向研究,验证了腕戴加速度计指标(如峰值6分钟活动)与ALS功能评分量表修订版(ALSFRS-R)的互补性,并证明其可减少长期临床试验样本量需求,为远程监测提供了新工具。

  

运动神经元病(MND)是一组致命的神经退行性疾病,其中肌萎缩侧索硬化(ALS)是最常见的亚型,患者通常在发病后2-5年内因进行性肌肉萎缩和瘫痪死亡。目前临床主要依赖ALS功能评分量表修订版(ALSFRS-R)评估疾病进展,但该量表存在主观性强、检测频率低等局限,难以捕捉日常生活中的细微功能变化。随着可穿戴技术的普及,如何利用加速度计等设备开发客观、连续的监测指标,成为优化MND管理的关键科学问题。

澳大利亚昆士兰大学等机构的研究团队在《eBioMedicine》发表了一项开创性研究。他们招募95例MND患者,要求其连续8天在非优势腕佩戴ActiGraph GT9X Link设备,每3-4个月随访一次,最长跟踪36个月。通过ActiLife和GGIR软件处理加速度数据,结合联合模型分析ALSFRS-R评分与加速度指标的纵向变化关系,并估算不同指标在临床试验中的样本量需求。

关键技术方法包括:1)使用30Hz采样频率的腕戴加速度计采集三轴运动数据;2)采用GGIR包计算欧几里得范数减一(ENMO)、中高强度活动时间(MVPA)等指标;3)通过Verisense算法估算步数;4)建立联合模型分析指标与生存期的关联;5)采用自助法重采样估算临床试验样本量。

被动加速度指标与ALSFRS-R同步衰退
数据显示,所有加速度指标均呈现随时间衰退的趋势,但斜率(-0.03至-0.07 SD/月)缓于ALSFRS-R总分(-0.10 SD/月)。峰值6分钟活动衰退率(-0.07 SD/月)与ALSFRS-R运动亚域(-0.08 SD/月)最接近,提示其可能成为敏感的功能变化标志物。

加速度指标与临床评分的差异化价值
主成分分析揭示加速度指标与ALSFRS-R分属不同维度,前者主要反映PC1(贡献度46.3%),后者则分散于多个成分。这种互补性说明二者可从不同角度评估疾病,例如加速度数据与ALSFRS-R上肢子评分相关性(r=0.60-0.73)显著高于下肢(r=0.15-0.48)。

优化临床试验设计的潜力
在模拟12个月试验中,峰值6分钟活动所需样本量(94例/组)与ALSFRS-R总分(102例)相当,且随试验延长优势更明显(24个月时58 vs 95例)。而传统指标如MVPA在短期试验中表现欠佳,需要3倍以上样本量。

生存预测的局限性
尽管ALSFRS-R总分能预测生存(HR=0.959),但加速度指标及ALSFRS-R运动评分均未显示显著关联,提示功能状态与生存期的关系可能受ΔFRS(每月ALSFRS-R下降斜率)等动态指标更直接影响。

这项研究首次系统评估了腕戴加速度计在MND全程管理中的双重价值:既可作为ALSFRS-R的补充工具提供连续客观数据,又能通过峰值活动指标优化长期试验设计。特别值得注意的是,类似杜氏肌营养不良中"步速95百分位(SV95C)"的监管认可,该研究提出的峰值6分钟活动指标通过捕捉最佳运动表现,有效减少了日常活动波动带来的噪声。未来研究需进一步验证不同身体部位佩戴设备的差异,并探索加速度数据与MRC肌力分级等客观功能评估的相关性。随着远程医疗的发展,这项成果不仅为MND,也为其他神经退行性疾病的数字化监测提供了重要范式。

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