Naša stránka využíva súbory cookies, vďaka ktorým vám dodávame kvalitnejšie služby. Ukladanie cookies môžete kedykoľvek odmietnuť v nastavení svojho webového prehliadača. Viac informácií.

Alebo sa vráťte na úvodnú stránku

Menu

Služby

Banner

Ochrnutým ľuďom pomôžu exoskeletony ovládané mozgom

07.01.2021

Tvorcovia systému hovoria, že od klinickej aplikácie je ešte stále vzdialený a pred jeho rozšírením sa musí vylepšiť.

Ochrnutým ľuďom pomôžu exoskeletony ovládané mozgom

Vedeckí výskumníci z University of Grenoble zverejnili minulý týždeň výsledky štúdie, vďaka ktorej by mohli pacienti s tetraplegiou s pomocou robotických systémov opäť chodiť. Zverejnili príbeh 28-ročného muža, ktorý napriek strate kontroly nad všetkými končatinami dokázal opäť kráčať.

Ako môžu exoskeletony pomôcť ľudom postihnutých tetraplegiou naznačuje vedecká priekopnícka štúdia. Tvorcovia systému hovoria, že od klinickej aplikácie je ešte stále vzdialený a pred jeho rozšírením sa musí vylepšiť.

 

Mozgovými signálmi ovládaný robotický systém so štyrmi končatinami pomohol tetraplegickému mužovi pohybovať pažami a chodiť pomocou rovnovážneho postroja namontovaného na strope.

Celotelový exoskelet je výsledkom dvojročnej práce. Je prevádzkovaný zaznamenávaním a dekódovaním mozgových signálov, ktorý pomohol tetraplegickému pacientovi pohybovať všetkými štyrmi jeho ochrnutými končatinami.

Robotický systém ešte nie je úplne dokončený, no názorne ukazuje, akým prínosom by mohol byť. Vedcov a konštruktérov čaká zdokonalenie nielen exoskeletonu, ale hlavne vylepšenie algoritmov, ktoré interpretujú mozgové signály a premieňajú na fyzický pohyb.

 

Asi 20 % pacientov zostáva tetraplegických pri najzávažnejšom poranení miechy, a to so všetkými štyrmi končatinami čiastočne alebo úplne ochrnutými. 28-ročný pacient Thibault bol ochrnutý od pliec nadol, iba s určitým pohybom v bicepse a ľavom zápästí. Dokázal ovládať invalidný vozík pomocou joysticku ovládaného ľavou rukou.

„Náš prvý poloinvazívny bezdrôtový mozgovo-počítačový systém je určený pre dlhodobé používanie na aktiváciu všetkých štyroch končatín,“ povedal profesor Alim-Louis Benabid, prezident výkonnej rady spoločnosti Clinatec.

„Predchádzajúce štúdie mozgu a počítača používali invazívnejšie záznamové zariadenia implantované pod najvzdialenejšiu membránu mozgu, kde nakoniec prestali pracovať. Boli tiež spojené s drôtmi, obmedzenými na vytváranie pohybu iba v jednej končatine, alebo sa sústredili na obnovenie pohybu na vlastné svaly pacientov.“

Pri štúdii na Thibaultovej hlave, medzi mozgom a kožou, boli implantované dve záznamové zariadenia. Každé obsahovalo mriežku so 64 elektródami, tie zhromažďovali mozgové signály a potom ich prenášali do dekódovacieho algoritmu. Tento systém preniesol mozgové signály do pohybov, o ktorých si pacient myslel a poslal príkazy exoskeletu aby ich vykonal.

 

Thibault vykonával počas dvojročnej štúdie rôzne mentálne úlohy, aby vycvičil algoritmus, porozumel jeho myšlienkam. Tiež postupne zvyšoval počet pohybov, ktoré by mohol urobiť. To zahŕňalo ovládanie virtuálneho avatara na hranie jednoduchých videohier, dosahovanie cieľov s avatarom a exoskeletom a chôdzu.

 

Z toho hľadiska, koľko stupňov slobody bol pacient schopný dosiahnuť pri úlohách – od ovládania spínača poháňaného mozgom, začatie chôdze až po dotyk 2D a 3D objektov, bol meraný jeho pokrok. Exoskelet mal 14 kĺbov a dokázal sa pohybovať 14 rôznymi spôsobmi. Spolu strávil 45 dní prevádzkou exoskeletu v laboratóriu a ďalšími 95 dňami školenia doma s výskumníkom pomocou avatara a videohry.

„Naše zistenia by nás mohli posunúť o krok bližšie k tomu, aby sme pomohli tetraplegickým pacientom riadiť počítače pomocou mozgových signálov. Možno by sme začali jazdiť na invalidných vozíkoch využívajúcich mozgovú aktivitu namiesto pákových ovládačov a pokračovali vo vývoji exoskeletu na zvýšenie mobility,“ vyjadril sa profesor a neurochirurg Stephan Chabardes.

 

Ako senzimotorické kortiky generujú signály potrebné na dosiahnutie skutočných a virtuálnych pohybov, poskytnú ďalšie štúdie, ktoré objasnia funkciu mozgu a prinesú o tom viac informácií. Autori štúdie zistili, že pacient bol schopný vykonávať úlohy priemerne s 10 až 20 % väčším úspechom pri použití exoskeletu ako avataru. Môže to byť preto, že spätná väzba s avatarom je čisto vizuálna, zatiaľ čo pri exoskelete je v pacientovi bohatšia spätná väzba zo skutočného sveta.

V prvom rade dáva výskum spoločnosti Clinatec nádej ľuďom s tetraplegiou, že sa raz budú môcť pohybovať aj bez pomoci iných. No na druhej strane nás čaká ešte dlhý cesty vývoja, pokým sa budú tieto systémy začať masovo používať. Dúfajme, že táto cesta nebude trvať pridlho.

 

Zdroj: Techbox.dennikn.sk

Predchádzajúci článok
Vidieť a monitorovať vás RF-diár dokáže aj cez steny
Nasledujúci článok
Miechu si môžete poraniť kdekoľvek, hovorí lekár o Filipovom úraze na trampolíne