Technology Innovations: Smartphones and Other Devices in Parkinson's Disease
INNOVACIONES TECNOLÓGICAS: SMARTPHONES Y OTROS DISPOSITIVOS EN LA ENFERMEDAD DE PARKINSON
Vivir día a día con la enfermedad de Parkinson (EP) es un desafío, debido a los diferentes síntomas que presenta y a las fluctuaciones motoras y no motoras que experimentan las personas con EP en su vida diaria.
La tecnología médica está ahí para ayudar a los pacientes, cuidadores y médicos mediante el uso de teléfonos inteligentes, aplicaciones y dispositivos portátiles. Es de esperar que se conviertan en el futuro en parte de una estrategia general para ayudar a los pacientes a vivir una vida más placentera y satisfactoria, así como para fomentar que la atención médica y la investigación sean más accesibles e inclusivas, una necesidad que nunca ha sido más evidente que durante la actual pandemia de COVID-19.
La calidad de vida del paciente con EP depende, entre otros aspectos, de una adecuada identificación e interpretación de los síntomas y una óptima ingesta y dosificación del tratamiento indicado. Las nuevas aplicaciones para teléfonos inteligentes pueden proporcionar datos únicos y/o continuos para monitorear los síntomas motores de la EP en persona o de forma remota y, por lo tanto, ayudan a brindar información sobre la enfermedad al monitorear los síntomas en el mundo real de la vida diaria en el hogar, no solo limitándose a los síntomas que puedan discutirse durante las consultas en la clínica o en la revisión de diarios con información subjetiva proporcionada por pacientes y/o cuidadores. Estos avances prometen conducir a decisiones médicas mejor informadas.
Además, los pacientes con EP se enfrentan a limitaciones relacionadas con la práctica médica actual debido a las visitas presenciales poco frecuentes y/o al acceso dificultoso a especialistas, lo que conduce, por ejemplo, a un seguimiento inadecuado de los síntomas entre las visitas. En consecuencia, el uso de instrumentos amigables para medir la función motora y monitorear las complicaciones motoras inducidas por el tratamiento en el ámbito domiciliario, podría ayudar a cambiar el paradigma actual de acceso a la atención y el tratamiento en pacientes con EP.
Sin embargo, en la vida real, el proceso de incorporar datos proporcionados por dispositivos portátiles, la variabilidad de las aplicaciones y la necesidad de traducir los datos a la interpretación clínica, ha retrasado la aplicación clínica inmediata.
A pesar de esto, un estudio publicado recientemente, el AT-HOME PD, estudio de cohorte virtual de seguimiento a dos años, ensayo clínico de fase III de inosina e isradipina en la EP, mostró que el 80 % de los pacientes descargó con éxito la aplicación para teléfonos inteligentes del estudio y el 71 % completó resultados informados en la plataforma en línea, lo que da esperanza y certeza sobre la factibilidad de realizar estudios observacionales virtuales internacionales a gran escala.
En uno de los estudios de sensores portátiles más grande realizado en la EP, que incluyó a 954 participantes reclutados en dos poblaciones en los Países Bajos (n = 304) y en América del Norte (n = 649), los pacientes recibieron un reloj inteligente que interactuaba con el propio teléfono inteligente del individuo, para realizar seguimiento de la actividad de la persona, el sueño, la administración de medicamentos y la calificación informada por los participantes de sus síntomas, como el temblor.
El estudio mostró que casi el 85 % de los participantes contribuyeron con datos al estudio, el cumplimiento fue del 68 % y los participantes utilizaron los dispositivos durante 15 a 16 horas diarias. Además, la contribución de datos no se vio afectada por la demografía, las características clínicas o la actitud hacia la tecnología.
En un ensayo clínico de fase 1b de 6 meses, diseñado para evaluar la confiabilidad y la validez de los biomarcadores digitales basados en teléfonos inteligentes, 44 pacientes con EP y un estudio independiente de 45 días en 35 controles sanos de la misma edad, se completaron seis pruebas motoras diarias: pruebas activas (fonación sostenida, temblor de reposo, temblor postural, movimientos alternantes de los dedos, equilibrio y marcha), luego llevaron el teléfono inteligente durante el día (monitoreo pasivo), lo que permitió evaluar, por ejemplo, el tiempo que se pasa caminando y sentado y de pie así como las transiciones mediante datos giroscópicos y acelerómetros.
El estudio mostró que los pacientes completaron las pruebas activas en promedio 3,5 de 7 veces por semana y que las funciones basadas en sensores mostraron una confiabilidad test-retest de moderada a excelente, mientras que todas las funciones activas y pasivas diferenciaron significativamente la EP de los controles (P < 0,005). Es de destacar que, para todas las características activas y pasivas de los teléfonos inteligentes, excepto el temblor postural, el procedimiento de monitoreo detectó anomalías incluso en aquellos pacientes con EP calificados como sin signos en la MDS-UPDRS durante la visita al sitio, lo que demuestra que los biomarcadores digitales basados en teléfonos inteligentes brindan resultados confiables y datos fenotípicos altamente sensibles en la EP.
Hay un crecimiento exponencial de plataformas terapéuticas digitales y diferentes tecnologías para abordar otros síntomas motores y no motores en la EP, como lo muestran las terapias digitales para mejorar la marcha que pueden ayudar a los pacientes a ser más móviles y activos, a hacer ejercicio y a caminar una manera habitual.
En un ensayo de control aleatorizado simple ciego, comparativo, se compararon los cambios al caminar utilizando un programa de ejercicio de aplicación de salud móvil (caminar con un podómetro más participación en ejercicio planificado) y un control activo, durante un año en personas con EP leve a moderada. En la visita inicial, se instruyó a los participantes en ejercicios personalizados que se grabaron en video y se cargaron en la aplicación. Los participantes accedieron a los ejercicios en su casa a través de la aplicación móvil e ingresaron datos sobre la adherencia, el dolor y el nivel de dificultad, los que fueron monitoreados de forma remota por el fisioterapeuta, quien también pudo adelantar ejercicios en función de los datos revisados.
Se observaron aumentos de pasos diarios y minutos en ambos grupos; sin embargo, los cambios fueron clínicamente significativos solo en el grupo menos activo. Las limitaciones del estudio incluyeron la inclusión de una muestra altamente educada que carecía de diversidad racial y étnica, lo que puede dificultar la generalización de los resultados.
Los aspectos no motores de la EP también se pueden abordar de manera efectiva a través de medios digitales. Uno de los enfoques más estudiados es la terapia cognitivo-conductual (TCC). Más recientemente, dos estudios randomizados controlados, relativamente numerosos, mostraron que la TCC administrada de forma remota era superior al tratamiento médico estándar para mejorar la ansiedad, la depresión, el insomnio y la calidad de vida, ofreciendo así un tratamiento terapéutico automatizado aunque personalizado, realizado en el momento en que se necesita la intervención.
En un futuro cercano, la optimización de la terapia en la EP impulsada por la tecnología, tal vez pueda conducir a resultados más rápidos y efectivos para los pacientes en forma individual, incluso para aquellos que viven en áreas distantes quienes pueden transmitir sus síntomas a especialistas de manera remota, lo que permite a los pacientes acceder a tratamientos a menor costo, en su propio tiempo y a su propio ritmo.
Las tecnologías digitales están preparadas para proporcionar mejores conocimientos sobre la EP mediante una combinación de la precisión de los sensores portátiles con el poder estadístico proporcionado por los ensayos clínicos. Sin embargo, estos enfoques aún se encuentran en una etapa relativamente temprana de su desarrollo, necesitándose mayores estudios y avances para integrar la terapia digital al sistema de atención médica.
Living day to day with Parkinson´s Disease (PD) can be quite challenging due to the different set of symptoms, motor and non-motor fluctuations that people experience in their daily lives.
Medical technology is there to help patients, caregivers and physicians, through the use of smartphones, apps and wearables. Hopefully, they will become part of an overall strategy to help patients to live a more enjoyable and fulfilling life, as well as to foster the medical care and research to be more reachable and inclusive, a need that has never been more evident than during the current COVID-19 pandemic.
PD patient´s quality of life depends, among other aspects, in an adequate identification and interpretation of symptoms and optimal intake and dosing of the prescribed treatment. Novel smartphones applications can provide onetime and/or continuous data to monitor PD motor symptoms in person or remotely and therefore, help to provide information on the disease by monitoring symptoms in the real world of daily life at home, not only limited to the symptoms that can be discussed during in-clinic consultations or in the review of diaries with subjective information provided by patients and/or caregivers. These advancements hold the promise of leading to better-informed medical decisions.
Moreover, PD patients face limitations related with current medical practice due to infrequent in-person visits and/or problematic access to specialists, which lead, for example, to inadequate monitoring of symptoms between-visits. In consequence, the use of friendly instruments for measuring motor function and monitoring treatment-induced motor complications in the home setting could help to change the current paradigm of access to care and treatment in PD patients.
However, in the real-life process of incorporating data provided by wearables, the variability of the applications and the need to translate data to the clinical interpretation, has delayed immediate clinical applicability.
Despite that, a recently published study, the AT-HOME PD, a two-year virtual cohort study, phase III clinical trial of inosine and isradipine in PD, showed that 80 % of patients successfully downloaded the study’s smartphone application and 71% have completed patient-reported outcomes on the online platform, sheding light on the feasibility to conduct large-scale international virtual observational studies.
In one of the largest wearable sensor study in PD, that included 954 participants recruited across two populations in the Netherlands (n = 304) and in North America (n = 649), patients received a smartwatch which interfaced with the individual’s own smartphone and tracked activity, sleep, medication administration and participant-reported rating of their symptoms such as tremor.
The study showed that nearly 85% of the participants contributed study data, and compliance was 68%, with participants using the devices for 15–16 h daily. Furthermore, data contribution was not affected by demographics, clinical characteristics, or attitude towards technology.
In a 6-month study, phase 1b clinical trial, designed to assess the reliability and validity of smartphone-based digital biomarkers, 44 PD patients and an independent, 45-day study in 35 age-matched healthy controls, participants completed six daily motor active tests (sustained phonation, rest tremor, postural tremor, finger-tapping, balance, and gait), then carried the smartphone during the day (passive monitoring), enabling assessment of, for example, time spent walking and sit-to-stand transitions by gyroscopic and accelerometer data.
The study showed that patients completed active testing on average 3.5 of 7 times/week and that sensor-based features showed moderate-to-excellent test-retest reliability, while all active and passive features significantly differentiated PD from controls (P< 0.005). Of note, for all smartphone active and passive features except postural tremor, the monitoring procedure detected abnormalities even in those PD patients scored as having no signs in the corresponding MDS-UPDRS items at the site visit, demonstrating that smartphone-based digital biomarkers provide reliable and highly sensitive phenotypic data in PD.
There is an exponential growth of digital therapeutic platforms and different technologies to approach other motor and non-motor symptoms in PD, as exemplified by the digital therapeutics to improve walking which can help patients to be more mobile and active, to exercise and to walk in a regular way.
In a single-blinded comparative effectiveness randomized control trial (RCT), changes in walking activity were compared usign a mobile health application exercise program (walking with a pedometer plus engagement in planned exercise) and an active control over one year in persons with mild to moderate PD. At an initial visit, participants were instructed in individually tailored exercises which were video-recorded and uploaded to the app. Participants accessed the exercises at home via the mobile app and entered data on adherence, pain and level of difficulty which was monitored remotely by the physiotherapist, who could also advance exercises based on the data reviewed.
Increases in daily steps and moderate intensity minutes were observed in both groups; however, changes were clinically meaningful only in the less active group. Limitations of the study included enrollment of a highly educated sample which was lacking in racial and ethnic diversity, which may hinder the generalizability of the results.
Non-motor aspects of PD can also be addressed effectively via digital means.
One of the most widely studied approaches is cognitive-behavioral therapy (CBT). Most recently, two relatively large RCTs in PD showed that remotely delivered CBT was superior to standard medical treatment in improving anxiety, depression, insomnia and quality of life, thus offering CBT therapeutic automated, yet personalized treatment delivered at a time when the intervention is needed.
In a near future, technology-driven optimization of therapy in PD can perhaps lead to faster and more effective outcomes for individual patients, even for those living in distant areas who can have their symptoms transmited to specialists remotely, allowing patients to access treatments at lower costs, in their own time and at their own pace.
Digital technologies are poised to provide better insights into PD by a combination of the precision of wearable sensors with the statistical power provided by clinical trials. However, these approaches are still relatively early in
their development,
though promising, much
greater advancements are needed to
integrate digital therapeutics
into the healthcare system.
References
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Cecilia Peralta, MD, is a neurologist with expertise in movement disorders, functional brain imaging and deep brain stimulation for Parkinson´s Disease (PD) and movement disorders. She is an associate professor of the Department of Neurology at CEMIC University Faculty of Medicine. Currently she is the Head of the PD and Movement Disorders Clinic at CEMIC University, Faculty of Medicine, Buenos Aires, Argentina. She will be speaking at the WPC 2023 Congress in Barcelona. View the Scientific Program here.
Cecilia Peralta, MD, es neuróloga con experiencia en trastornos del movimiento, imágenes cerebrales funcionales y estimulación cerebral profunda en la enfermedad de Parkinson (EP) y otros trastornos del movimiento. Es profesora asociada del Departamento de Neurología de la Facultad de Medicina de la Universidad CEMIC. Actualmente es Jefa de la Clínica de EP y Trastornos del Movimiento de la Universidad CEMIC, Facultad de Medicina, Buenos Aires, Argentina.
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