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Marburg Neue Software zur früheren Diagnose von Parkinson
Marburg Neue Software zur früheren Diagnose von Parkinson
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00:18 22.08.2018
Quelle: Dr. Stefan Dowiasch
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Marburg

Augenbewegungen als objektive Parameter für die Diagnose von Parkinsonerkrankung zugänglich machen: Dies ist das Ziel eines im Juni gestarteten Forschungsverbundes, bei dem Neurophysiker und Neurologen der Universität Marburg mit einer aus der Uni Marburg ausgegründeten Firma zusammenarbeiten. Das Bundesforschungsministerium fördert das Forschungsvorhaben der marktreifen Entwicklung einer Parkinson-Frühdiagnose für drei Jahre mit einer Summe von einer Million Euro.

Derzeit beruht die Diagnose von neuropsychiatrischen Erkrankungen im Wesentlichen auf einer Auswertung der Symptomatik oder aufwändigen bildgebenden Verfahren. Nur wenige Kliniken verfügen über die Geräte, um dies flächendeckend leisten zu können. Darüber hinaus erfordern beide Ansätze eine Interpretation der erhobenen Daten durch erfahrene Spezialisten.

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Uwe Thomas (links) und Dr. Stefan Dowiasch entwickeln die Software dafür mit. Foto: Manfred Hitzeroth

Objektiv messbare Parameter, wie sie bei anderen Krankheiten mittels eines Bluttests gewonnen werden können, fehlen hingegen oft. Deswegen erhalten die Betroffenen die korrekte Diagnose häufig erst mit dem Eintritt der typischen Symptome. Das sind beispielsweise bei der Parkinson-Krankheit ­motorische Störungen wie verlangsamte Bewegung oder das ­typische Zittern von Armen und Beinen.

Oft suchen die Patienten bis zu einer Diagnose mehrere Jahre lang mit unspezifischen Symptomen wie beispielsweise einer depressiven Verstimmung, verschiedene Ärzte auf.
Das Forscherteam arbeitet nun darauf hin, die Diagnose­ mittels eines handelsüblichen­ Tablets und einer speziellen Software zu erleichtern und zu verbessern.

Das System soll ­wesentlich früher eine korrekte und individuelle Therapie sowie eine schnelle Auswahl des geeigneten Medikaments und der Dosierung ermöglichen. Damit würden die Nebenwirkungen einer unnötigen Therapie sowie die Kosten einer Fehlbehandlung verringert oder sogar gänzlich vermieden werden.

Wesentliche Vorarbeiten für das nun gestartete Forschungsprojekt stammen von Dr. Stefan Dowiasch, der sich schon in seiner Doktorarbeit in der Arbeitsgruppe des Neurophysikers Professor Frank Bremmer an der Uni Marburg, bei der er sich mit mobilen Augenbewegungs-Messungen bei Erkrankungen wie Parkinson beschäftigt hatte.

Augen gelten als „Fenster ins Gehirn“

Nach dem Abschluss seiner Promotion wechselte er zur Firma „Thomas Recording“ in Gießen, die Medizinprodukte rund um die Aufnahme von Signalen aus dem Gehirn entwickelt. Gründer und Leiter dieser Firma ist Uwe Thomas, ehemaliger Leiter eines Labors am Fachbereich Physik der Uni Marburg.

Die Forscher wollen sich den Umstand zunutze machen, dass eine Vielzahl neuro­psychiatrischer Erkrankungen subtile, aber charakteristische Veränderungen in der Art der Augenbewegungen aufweisen. Diese können durch spezielle­ intelligente Algorithmen erkannt werden.

Die Augen gelten wegen ihrer Nervenbahnen als „Fenster ins Gehirn“. Die Grundidee, dass Augenbewegungen auf Hirnkrankheiten hinweisen können, gibt es bereits seit dem Jahr 1908, erläutert Stefan Dowiasch. Der letzte Schritt in die Anwendung sei aber bis jetzt immer noch nicht erfolgt.

Und so könnte eine Untersuchung aus Sicht des Patienten erfolgen: Ein Proband schaut sich auf dem Tablet einen maßgeschneiderten Stimulus an. „Er muss versuchen, mit den Augen Punkten auf dem Display zu folgen, die hin- und herwandern“, erläutert Dowiasch.

Dabei sollen in einer weniger als fünf Minuten andauernden Untersuchung die Kopf- und Augenbewegungen von ­einer in das Tablet integrierten ­Videokamera aufgenommen werden. „Man kann die nötigen Parameter aus den zunächst noch scheinbar ungeordneten Augenbewegungen extrahieren“, erklärt Dowiasch.

Es sollen zudem Geschwindigkeits-Profile der Augenbewegungen aufgezeichnet werden. Auch wird die Zeit gemessen, die Probanden benötigen, um auf Veränderungen zu reagieren.
Die Ergebnisse dieser Messungen werden dann grafisch aufbereitet und dem behandelnden Arzt zur Verfügung gestellt. Übertragen werden die Augenbewegungen in Kurven.

Wie Vorarbeiten ergeben haben, verlaufen diese Kurven beispielsweise bei gesunden Personen sehr gleichmäßig, während es bei erkrankten Personen charakteristische Ausschläge gibt.

Anhand der Aufzeichnungen der Augenbewegungen von Parkinson-Patienten des Marburger Uni-Klinikums sollen diese Charakteristika möglichst genau beschrieben werden. Die ersten Messungen bei Parkinsonkranken sollen bereits im Herbst beginnen und die Messungen bei einer gesunden Kontrollgruppe voraussichtlich Anfang 2019.

Die Methodik ist zum Patent angemeldet

Ziel ist es, dass von dem ­Tablet-System circa 15 charakteristische Augenbewegungs-Parameter aufgezeichnet werden können und von einem weiteren stationären Hochleistungssystem mit einer höheren Auflösung sogar bis zu 50 dieser Parameter.

Kooperationspartner kommen von zwei Fachbereichen der Uni Marburg. Professor Frank Bremmer ist Leiter der Arbeitsgruppe Neurophysik am Fachbereich Physik und Direktor des „Center for Mind, Brain and Behavior“ an den Universitäten Marburg und Gießen.

In seiner Arbeitsgruppe soll die begleitende Grundlagenforschung erfolgen und das neue System validiert werden. Zweiter Kooperationspartner ist Professor Lars Timmermann, Direktor der Klinik­ für Neurologie am Uni-Klinikum Marburg, der mit seinem Team das klinische Know-how einbringt. Zusammen mit Dr. Josephine Waldthaler, die bereits Augenbewegungen bei Parkinson-Patienten am Karolinska-Institut in Schweden erforscht hat, will er die Tauglichkeit des Systems zur Diagnoseunterstützung im klinischen Alltag untersuchen.

Die Methodik und die Geräte­kombination sind zum Patent angemeldet, erläuterte Uwe Thomas im Gespräch mit der OP. Einen positiven Nebeneffekt hatten die Methoden des Forschungsvorhabens darüber ­hinaus – und zwar eine deutliche Erleichterung für Patienten. Messungen von Augenbewegungen mussten bisher in einem speziell ausgeleuchteten Labor erfolgen, wobei der Kopf von Probanden mittels ­einer Kinnstütze stabilisiert werden musste.

Die Messungen per Tablet sind hingegen prinzipiell überall und vor allem auch bei Tageslicht möglich – und zudem auch ­ohne dass eine Fixierung des Kopfes notwendig ist.

von Manfred Hitzeroth