Hyperspektrale Netzhautbeobachtungen zum Querschnittsnachweis der Alzheimer-Krankheit

Weltweit sind Millionen Menschen von neurodegenerativen Erkrankungen (z. B. Alzheimer, Demenz) betroffen. Diese Krankheiten haben enorme sozioökonomische Auswirkungen auf unsere Gesellschaft. Die mit der Behandlung und Pflege dieser Krankheiten verbundenen Kosten sind enorm. Überwältigende Beweise deuten darauf hin, dass selektive Änderungen des Lebensstils (z. B. die Verringerung der Exposition gegenüber bekannten Risikofaktoren) die Wahrscheinlichkeit, an der Krankheit zu erkranken, manchmal erheblich verringern oder ihren Ausbruch verzögern können. Allerdings müssen die Krankheiten früh diagnostiziert werden, damit sie wirksam sind. Es fehlt an zugänglichen, kostengünstigen und nicht-invasiven Verfahren, die eine frühzeitige Diagnose verschiedener Krankheiten auch in der Hausarztpraxis ermöglichen würden. Mantis Photonics und Blekinge Tekniska Högskola (Institutionen för Hälsa) wollen diesen dringenden ungedeckten medizinischen Bedarf decken.

Starke Hinweise auf die Möglichkeit, den Alzheimer-Status auf der Grundlage von hyperspektralen Scans der Netzhaut zu klassifizieren, wurden von verschiedenen Forschern veröffentlicht. Diese Ergebnisse wurden auf der Grundlage von Bildern erzielt, die mit Hyperspektralkameras mit einem anderen Arbeitsprinzip als der Mantis Photonics-Kamera aufgenommen wurden. Das Arbeitsprinzip der Mantis Photonics-Kamera ermöglicht es, eine hyperspektrale Retinoskopie mit demselben Spektralbereich und vergleichbarer oder besserer spektraler Auflösung mit einem modulareren und kostengünstigeren Gerät durchzuführen. Es gibt daher Grund zu der Hypothese, dass mit der Mantis Photonics-Kamera aufgenommene Netzhautscans für die gleiche Klassifizierungsaufgabe verwendet werden können.

Frühere Studien zum automatisierten kognitiven Tablet-Computer-Test CoGNIT haben die Gültigkeit, Zuverlässigkeit und Sensitivität für das Testen von Patienten mit Normaldruckhydrozephalus (NPH) nachgewiesen. Kürzlich wurde die Durchführbarkeit von Tests bei leichter kognitiver Beeinträchtigung (MCI) bestätigt (Behrens, Berglund & Anderberg, CoGNIT Automated Tablet Computer Cognitive Testing in Patients With Mild Cognitive Impairment: Feasibility Study, 2022). Bei NPH-Patienten reagierte CoGNIT empfindlicher auf kognitive Beeinträchtigungen zu Studienbeginn und kognitive Verbesserungen nach einer Shunt-Operation als die Mini-Mental State Examination (MMSE).

Bluttests für Amyloid-β und andere Biomarker im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit werden für die klinische Praxis untersucht, aber die Technik wird nicht als Standardtest akzeptiert. Die Forschung hat gezeigt, dass die Nierenfunktion die Ausscheidung von Amyloid-β aus dem Körper beeinflusst. Auch analytische Fehler beeinflussen die Testergebnisse. Daher kann man den Einfluss der normalen Wiederholbarkeit des Bluttestergebnisses in Frage stellen.

Ziel dieser Untersuchung ist die Evaluation, (Weiter-)Entwicklung und der Vergleich von nicht-invasiven Techniken zur Evaluation von Patienten mit leichter kognitiver Beeinträchtigung, insbesondere der Hyperspektralkamera Mantis Photonics mit Klassifikations-Machine-Learning-Modell in Kombination mit dem CoGNIT-Test von Dr. Behrens (Blekinge Tekniska Högskola). Diese Techniken werden mit dem Ergebnis der Zerebrospinalflüssigkeitsanalyse (CSF), der biologischen Referenz-Diagnosetechnik für die Alzheimer-Krankheit, verglichen.