Дайджест новостей о достижениях науки в области реабилитации
Проекты для людей с инвалидностью активно развивается не только в России, но и за рубежом. Мы предлагаем вашему вниманию очередной дайджест новостей об ассистивных технологиях и новейших достижениях науки.
1. Эпидуральный имплант позволит людям с травмами позвоночника восстановить способность к самостоятельной ходьбе
Новое исследование, опубликованное в журнале New England Journal of Medicine, свидетельствует об эффективности эпидуральной стимуляции во время локомоторной реабилитации пациентов с хроническими спинномозговыми травмами. Имплантация электродов в спинной мозг способствует восстановлению связи между спинным и головным мозгом, что длительное время считалось невозможным.
Из четырех человек, переживших травму спины и потерявших способность ходить, двое научились вновь самостоятельно передвигаться в ходе эксперимента. Все четверо обрели способность стоять и поддерживать равновесие при сохранении концентрации внимания. Это стало возможным в ходе локомоторной терапии, совмещенной с эпидуральной стимуляцией. При этом, все четверо обрели способность стоять и поддерживать равновесие при сохранении концентрации внимания. Соответствующее исследование было проведено в Kentucky Spinal Cord Injury Research Center at the University of Louisville.
Успех проведенной работы, основанной на раннем исследовании 2011 года, в котором была задокументирована эффективность эпидуральной стимуляции, указывает на потенциал этой технологии в улучшении качества жизни пациентов с травмами позвоночника, и даже на возможность восстановления утраченных ими двигательных способностей. «Это исследование демонстрирует, что некоторые связи между спинным и головным мозгом могут быть восстановлены спустя годы после травмы позвоночника, позволяя полностью парализованным людям вновь ходить, стоять и удерживать равновесие без посторонней помощи, лишь за счет использования имплантов и фокусирования своего внимания на совершении каждого шага», — покомментировала Сьюзен Харкем, профессор и замдиректора Kentucky Spinal Cord Injury Research Center at the University of Louisville. «Теперь мы должны провести более масштабное исследование — надеюсь, с усовершенствованной технологией стимуляции — с участием большего числа подопытных, чтобы полностью понять потенциал прогресса, достигнутого нами в лаборатории, ведь этот потенциал может изменить жизни более 1.2 млн. людей, живущих с травмами позвоночника», — добавила она.
Для классификации спинномозговой травмы каждого из четырех подопытных была использована специальная шкала оценки – American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS). Все участники исследования на момент его начала жили с полученной травмой уже как минимум 2.5 года. Ни один из них до этого момента не был способен самостоятельно стоять, ходить или шевелить ногами. За два месяца до имплантации эпидурального стимулятора, они начали ежедневный локомоторный тренинг — с посторонней помощью участники медицинского эксперимента передвигались по специальной электромеханической беговой дорожке — пять дней в неделю, по два часа каждый день. При этом за два месяца реабилитации ни у одного не проявилось каких-либо улучшений в пользу восстановления чувствительности. А уже после имплантации и повторного курса локомоторной реабилитации они научились делать шаги на основе команд собственного мозга. В этом им помог нейро-стимулятор. Двое из четырех участников даже смогли ходить по земле с использованием ходунков для поддержания баланса; двое других смогли продолжить курс локомоторной реабилитации при поддержке вертикализатора на беговой дорожке.
«Участие в этом исследовании изменило мою жизнь, ведь у меня вновь появилась надежда, которая, казалось, исчезла после той автокатастрофы. Тот день, когда я впервые самостоятельно сделала шаг, стал эмоциональным импульсом на пути к моему восстановлению. И я никогда не забуду момент: когда я шла и меня поддерживали помощники, а потом они остановились, а я продолжила идти! Человеческое тело способно на невероятные достижения, особенно если ему помогают наука и технологии», сказала Келли Томас, 23-х летняя жительница Флориды.
«Хотя для подтверждения полученных результатов необходимо провести исследование с большим числом подопытных, наши находки доказывают, что позвоночный столб обладает способностью к восстановлению двигательных возможностей при использовании комбинации из эпидуральной стимуляции, ежедневного тренинга и волевом контроле над каждым совершаемым шагом», — сказала Клаудия Анжели, профессор University of Louisville’s Kentucky Spinal Cord Injury Research Center, один из авторов работы.
Проведенное исследование основывалось на комбинации и комплексном сочетании двух отдельных терапевтических методах: эпидуральной стимуляции спинного мозга и локомоторном тренинге. Первый метод заключается в приложении непрерывного электрического тока переменной частоты и мощности в определенной области пояснично-крестцового отдела позвоночника. В этой области высокая плотность нервных волокон, отвечающих за контроль над движениями бедер, коленей, лодыжек и пальцев. Второй метод — локомоторная реабилитация, предназначен для обучения спинного мозга паттернам движения, путем повторяющихся тренировок по ходьбе и удержании равновесия. Во время терапевтических сессий локомоторного тренинга вес тела пациента поддерживается системой тросов (вертикализатором), в то время как специально обученный персонал двигает ноги парализованного симулируя ходьбу по беговой дорожке.
«Мы видим постоянно растущий интерес к использованию процедур нейромодуляции и технологий, вроде эпидуральной стимуляции, при лечении спинномозговых травм и восстановлении двигательных способностей, сердечно-сосудистых функции и других нарушений. Очень вероятно, что эпидуральная стимуляция станет стандартным лечением для миллионов людей. Для этого нам необходимо проработать нескольких улучшений в конструкции устройств, которые позволят воздействовать на более специфические нервные цепи», — сказал Максвелл Бояк, глава нейрохирургии в University of Louisville и директор Kentucky Spinal Cord Injury Research Center, один из авторов работы.
Источник:
2. Специальный спрей может выступить в качестве датчика тактильных импульсов для протезов
Протезы верхних и нижних конечностей получат возможность воспринимать тактильные ощущений. Хотя для достижения этой характеристики необходимо проделать еще много работы. Среди проблем, которые являются вызовом для инженеров, стали вопросы о покрытии сложной 3D поверхности, вроде руки, датчиками. А также вопросы, связанные с тем как сделать, чтобы эти датчики могли различать разные виды механических стимулов.
Исследовательская группа KAIST из Южной Кореи, разработала чувствительное покрытие, которое частично решает обе проблемы. Ученым удалось распылить специальный материал на искривленную поверхность, а затем активировать его, превратив в датчики натяжения. Что интересно, чувствительный материал работает только на обнаружение растяжений, игнорируя любое давление, которое может на него воздействовать. Как только ток пропускается через новое покрытие, его сопротивление значительно изменяется при любом растяжении материала. Однако если к тому же материалу прилагается давление, электрическое сопротивление остается практически неизменным.
Разработчики назвали его «нечувствительный к давлению датчик растяжения». Разумеется, лучше всего такая система работает в комбинации с устройством, имеющим противоположные свойства – тензометрическим датчиком давления, нечувствительным к растяжению. Команда KAIST уже работает над этой технологией.
Источник:
https://www.medgadget.com/2018/09/spray-on-electronic-skin-as-tactile-sensor-for-prostheses.html
3. Умные очки Vuzix и мобильное приложение Genzõ позволяют любому маломобильному человеку посмотреть на мир чужими глазами
Vuzix — Нью-Йоркский поставщик умных очков и технических решений для дополненной реальности — объединился с 1Minuut Innovation — датской инновационной компанией, занимающейся здравоохранением. В рамках совместного проекта они планируют создать специальные очки, позволяющие пациентам с ограниченной мобильностью в реальном времени видеть тоже, что другой человек в другой паре очков.
Система состоит из умных очков Vuzix M300 и приложения 1Minuut Genzõ. Она позволяет пациенту, находящемуся в своем доме, видеть «стрим» от первого лица (POV) от кого-нибудь, кто носит подобные очки. По сути один человек в паре становится оператором, а второй – его аватаром. Умные очки также можно использовать для телемедицины: доктор может удаленно видеть пациента и давать советы кому либо, носящему эти очки. Также ее могут использовать волонтеры или друзья, заботящиеся о пациенте. Они могут помочь советом по наиболее правильным действиям человека с инвалидностью в текущей ситуации.
В настоящее время многие пациенты с инвалидностью не способны двигаться и находятся дома или в медицинских учреждениях. Это означает, что такие пациенты пропускают всю ту деятельность, опыт и социальное взаимодействие, которыми наполнена повседневность обычных людей, и это значительно снижает качество их жизни. Технология, предложенная Vuzix и 1Minuut может помочь таким людям. Теперь они могут получить опыт социального взаимодействия и коммуникации от других людей через просмотры «стримов» их жизни.
Система состоит из умных очков, снабженных камерой и микрофоном. Используя приложение, пользователь может осуществлять живую трансляцию POV во время ношения очков. Пациент с ограниченной мобильностью может смотреть эту трансляцию на телефоне или планшете, что делает его своеобразным участником этого жизненного опыта. Список возможных жизненных ситуаций, которые может наблюдать пациент, безграничны: от путешествия в зоопарк до семейного ужина. 1Minuut уже начала разворачивать технологию в датской системе здравоохранения.
Другое направление проекта — телемедицина, где очки могут носится работником социальной службы или медсестрой. При этом, все что видит пользователь очков удаленно транслируется напрямую доктору. А тот, в свою очередь, может давать советы носителю очков, направлять его действия для наилучшей помощи пациенту и немедленно видеть эффект от выполнения этих рекомендаций. Система позволит докторам работать с большим числом пациентов и устраняет затраты времени на домашние посещения больных.
Источник:
4. Постинсультная реабилитация с использованием модуляторов удваивает успешность восстановления двигательных функций
Новаторская техника реабилитации была изобретена исследователями из University of Texas at Dallas. В ходе эксперимента учены смогли добиться успешного восстановления двигательных функций рук у постинсультных пациентов более чем в два раза. Что является значительным прорывом в подобных методах лечения. В подобной реабилитации ежегодно нуждаются около 800 000 американцев, переживших инсульт. Результаты исследования, профинансированного компанией MicroTransponder of Austin, Texas, были опубликованы 27-го сентября в журнале Stroke.
Находки ученых показывают, что терапия, направленная на нервную пластичность клеток мозга, которая включает стимуляцию блуждающего нерва, при совмещении с традиционной реабилитацией двигательных навыков, оказалась безопасна. При этом она вдвое эффективнее, чем традиционная реабилитация.
Доктор Джейн Виггинтон, глава медицинского офиса в UT Dallas’ Texas Biomedical Device Center (TxBDC) и профессор реаниматологии в UT Southwestern Medical Center, возглавляла клинические испытания, в которых приняли участие 17 человек со всей страны, пострадавших от инсульта. «Инсульт слишком распространенное и инвалидизирующее состояние, чтобы бы могли просто смириться с его существованием. Пациентам необходимо настоящее решение, которое будет позволять им возвращаться к полноценной жизни», сказала Виггинтон.
Исследователи, связанные с TxBDC и BBS, разработали технику, в которой физические движения совмещаются с точно выверенной по времени стимуляцией блуждающего нерва (VNS) — электрическим током, с помощью имплантированного в шею устройства. Блуждающий нерв контролирует парасимпатическую нервную систему, надзирающую за выполнением многих бессознательных функций, вроде пищеварения. Стимуляция нерва инициирует нервную пластичность — реорганизацию нейронных сетей головного мозга. Идея, лежащая в основе TPT, заключается в том, что синхронизации VNS с движениями может ускорить нервную пластичность в поврежденной из-за инсульта области мозга.
Инсульт возникает, когда кровоток в мозгу нарушается из-за блокировки или разрыва кровеносного сосуда. При этом может быть затронута мобильность конечностей, если нервные клетки будут повреждены. Подобные формы травм мозга часто лечатся с помощью реабилитации, которая включает циклическое повторение движений затронутой конечностью, для восстановления моторных навыков. Считается, что этот подход работает благодаря помощи мозгу в проведении реорганизации нейронных цепей.
Небольшое клиническое испытание в Европе также предоставило оптимистичные данные, касающиеся потенциала использования техники на людях. В 2009 году UT Dallas лицензировал VNS для MicroTransponder в качестве техники по лечению инсульта и тиннитуса. Позже эта компания проспонсировала полностью слепое, контролируемое исследование, в котором ни ученые, ни подопытные не знали, кто получает настоящую VNS стимуляцию, а кто нет.
Каждый подопытный пережил инсульт за несколько месяцев или лет до эксперимента. После имплантации VNS стимулятора, подопытные прошли шестинедельную реабилитацию в клинике, а затем специальную программу упражнений в домашних условиях. У половины подопытных VNS был активирован, другие же получали плацебо-стимуляцию, которая не имела клинического эффекта. Все подопытные были обследованы спустя 30 и 90 дней после процедур с использованием традиционных методов измерения силы нарушений двигательных способностей.
Исследователи обнаружили, что помимо абсолютной безопасности, техника значительно улучшила восстановление подопытных: субъекты, получившие настоящую стимуляцию, сумели набрать вдвое больше пунктов при оценке их физических возможностей в сравнении с контрольной группой. По словам Килгарда, это открывает возможность для запуска более масштабных клинических испытаний. И одно из таких испытаний уже находится в фазе набора подопытных добровольцев.
Источник:
https://medicalxpress.com/news/2018-09-rehab-movement-recovery.html
5. Новые свойства материалов будут использоваться для улучшения протезов и ортезов
Инфекции — это растущая проблема для пациентов, живущих с протезами и имплантатами. Но теперь, ученые исследовали и разработали «умные компоненты протезов», которые сопротивляются опасным бактериям.
Ежегодно в США около 185 000 человек нуждается в ампутации. Более 300 000 проходят процедуру по замене тазобедренных суставов, а около 700 000 — по замене коленного сустава.
Майкл Кэрролл, из Orthotist-Prosthetist, что в Orlando VA Medical Center, потратил последние десять лет, разрабатывая индивидуальные части для протезов конечностей. Его работа обеспечивала пациентам мобильность, но, иногда, протезирование сопровождалось риском. «По своей структуре, гнездо протеза представляет из себя идеальную среду для размножения бактерий: теплое окружение с достаточным количеством влаги и отсутствием света — то, что нужно для инфекции», — сказал Кэрролл.
Инфекции, по поводу которых так волнуется Кэрролл, стали одним из тех медицинских осложнений, с которыми вознамерились бороться Мелани Котап и ее коллеги. Котап — известный во всем мире эксперт по ортопедии, сейчас работает в University of Central Florida, пытаясь сделать инвазивные части протезов и имплантов более ‘умными’ и долговечными. «Современные импланты служат долго и достаточно надежны, но мы хотим сделать их еще совершенней», — сказала она.
Котап и ее команда взяли за основу коммерческий титановый имплант и покрыли его гидроксиапатитом: твердой минеральной субстанцией, похожей на человеческие кости или зубы. «Мы можем распылить это вещество на поверхность импланта, предназначенного для процедуры замены тазобедренного или коленного суставов, и оно улучшить прикрепление импланта к кости», — объяснила Котап.
В качестве дополнительного направления исследований, Котап и ее коллеги также планируют узнать, может ли покрытие импланта лекарственными веществами помочь в предотвращении инфекций. Для этих исследований профессор КОтап возглавила кластер по изучению протезных интерфейсов, состоящий из команды ученых UCF, инженеров и биологов, работающих совместно для разработки умных имплантов и протезов.
Источник:
https://www.ksat.com/health/smart-parts-for-amputees-medicines-next-big-thing
6. Израильская компания разработала цифровые очки, которые возвращают зрение слепым людям — очки проецируют изображение на здоровые части глаза
Израильская компания ICI Vision разработала очки, обладающие потенциалом для возвращения зрения миллионам людей, официально признанных слепыми. Высокотехнологичные очки под названием Orama — это детище Хаима Чайта, израильского офтальмолога, который изначально разрабатывал очки дополненной реальности для мотоциклистов.
Работая вместе со своим другом, которые имел нарушения зрения, Чайт понял, что ассистивные технологии могут оказать значительное влияние на жизнь многих инвалидов. Объединив силы с двумя партнерами и заручившись поддержкой лучших офтальмологов Израиля, он основал ICI Vision в 2014 году. «Мы создавали технологию для помощи миллионам людей с проблемами зрения, чтобы они смогли вновь увидеть и стать более самостоятельными», — сказал Тал Лотан, CEO компании.
Во всем мире около 340 млн. человек частично или полностью утрачивают зрение из-за макулярной дегенерации, диабетической ретинопатии и других болезней сетчатки. Только в США это приводит к ежегодным затратам на лечение порядка $157 млрд.
Орама объединяет искусственный интеллект, программное обеспечение для айтрекинга, технологию компьютерного зрения и другие программно-аппаратные средства. Устройство включает в себя 3D камеру, которая заполняет пропуски в поле зрения человека, появившиеся вследствие болезни. Процедура глазного картирования позволяет настроить очки под индивидуальные особенности пользователя и заключается в обнаружении и локализации оставшихся здоровых клеток сетчатки. «Как только проясняется степень нарушений зрения у пациента, мы можем создать очки, которые будут проецировать изображение на здоровые части глаза, позволяя человеку увидеть области поля зрения, которые исчезли у него из-за болезни. В этом заключается уникальность нашей разработки», — объяснил Лотан.
Существует переходный период, когда пользователь учиться интерпретировать, что именно он видит. «Во время начальных испытаний, пациенты были способны распознавать лица членов своей семьи и лучше видели в центральной области зрения. У нас было множество добровольцев, заинтересованных в технологии, ведь они надеялись на то, что она станет решением для их проблем со зрением», — сказал Лотан.
Технология ICI запатентована в США, Китае и Австралии, ожидает патентов в Европе и Японии. Сейчас компания пытается привлечь инвесторов и рассчитывает получить минимум $3 млн. на покрытие расходов по R&D и производство продукции; ожидается, что 30 устройств будут готовы для отправки покупателям в течение 18 месяцев. Если все пойдет по плану, очки Орама поступят в глобальную продажу к середине 2020 года.
Рабочий прототип был протестирован на более чем 60 пациентах из Тель-Авива — многие из них впервые увидели окружающий мир. «У нас был пациент, который мог опознать лицо своей жены только прикоснувшись к нему; во время испытаний он смог увидеть ее лицо, впервые за четыре года», — рассказал Лотан.
Сейчас устройство предназначено для использования в помещениях и позволяет носителю общаться с другими людьми, читать книги, смотреть телевизор и ориентироваться среди интерьера. Также очки могут помочь тем, кто испытывает трудности на рабочем месте. «Мы проверили очки на пациентке, которая имела значительные трудности в общении во время офисных встреч. В новых очках, она смогла увидеть, говорящего и впервые почувствовала себя участником разговора, а не пассивным слушателем», — сказал Лотан.
«Предварительные результаты исследований, проведенных ICI Vision в Израиле, демонстрируют значительные улучшения в стандартных тестах зрения и тестах симуляции реального окружения (распознавание лиц). Дальнейшие испытания будут проводиться непрерывно, что позволит ICI Vision корректно оценивать эффективность устройства и производить необходимые улучшения», — сказал Адиль Барак, профессор офтальмологии, один из медицинских консультантов в ICI Vision.
Компания ICI Vision планирует сделать своими клиентами людей в США, Европе и Азии. «У нас более 50-ти млн. потенциальных потребителей, что в сущности отражает тенденцию по старению популяции», — сказал Лотан. Впрочем, амбиции компании куда больше. Ее цель — внедрить в Орама функции по мониторингу и восстановлению повреждений глаз в будущих моделях. Эта идея стала ближе к реальности в свете последних медицинских разработок по использованию инфракрасного света для лечения пациентов с влажной возрастной макулярной дегенерацией. «Эта терапевтическая технология на ранней стадии разработки, но мы планируем запатентовать ее в будущем. Если все пройдет успешно, она перевернет существующие подходы к лечению инвалидизирующих глазных заболеваний», — сказал Лотан.
Источник:
7. Виртуальная реальность позволит любому человеку погрузиться в специальную симуляцию и почувствовать себя глухим
Благотворительная организация для детей Shepherd Centre запустила проект, который позволяет погружаться в виртуальную реальность (VR) для понимания того, каково жить в беззвучном мире. Проект позволит пользователям непосредственно ощутить весь спектр эмоций, которые испытывают люди, утратившие слух.
Каждому тысячному ребенку ежегодно ставится диагноз, связанный с потерей слуха; и это является наиболее распространенным среди младенцев прогнозом будущей инвалидности в Австралии. Со временем это число растет и среди детей школьного возраста уже 1 из 300 имеет какие-либо проблемы со слухом. Shepherd Centre поддерживает таких детей, однако персонал центра часто объясняет посторонним людям, насколько изолированная и одинокая жизнь у детей даже с частичной глухотой. Теперь они могут поместить человека в условия, где он сможет пережить опыт подобный утрате слуха.
Джо Валлас работал вместе с выпускником Shepherd Centre Тайлером Потаком и его одноклассниками над созданием виртуальной обстановки классной комнаты, где ребенок с нарушениями слуха испытывает социальную изоляцию и непонимание со стороны сверстников. «Я думаю, что технологии VR позволят ученикам и их родителям по-настоящему поставить себя на место ребенка с проблемами слуха, чтобы понять насколько его жизнь не похожа на обычную. Он не слышит слов учителя, не понимает речь своих друзей, не может играть с другими ребятами; Мне кажется, что, пережив все это, дети разовьют необходимую эмпатию к своим глухим и слабослышащим одноклассникам», — сказала Ангус Лоусон, бывшая учительница Тайлера.
Опыт VR, во время которого пользователь оказывался в окружении всеобщей отчужденности и изолированности, вызывал у некоторых слезы. Раньше они не понимали того, насколько сильно слова о проблемах слабослышащих и глухих детей отличаются от их настоящей жизни. «Эта технология была бы очень полезна для родителей, чьи дети столкнулись с потерей слуха. Этот вопрос — что станет с моим ребенком? — волнует родителей больше всего. Но до этого момента они бы никогда не узнали, каково их детям. Так что возможность надеть шлем и перенестись в их мир, пусть и виртуально, это уникальное и совершенно особенное ощущение», сказала Филиппа Потак, мать Тайлера.
В создании виртуального мира принимали участие специалисты по работе со звуком. Они точно воссоздали окружение человека с нарушениями слуха. Пока что было разработано всего два сценария: классная комната и игровая площадка. «Мы обнаружили, что эта технология имеет множество приложений. Мы использовали ее на учениках, чтобы они поняли, каково приходится их слабослышащим одноклассникам. Также возможно применение технологии для учителей, обучающей глухих и слабослышащих детей. Команда проекта планирует помещать меценатов и правительственных чиновников в виртуальную реальность, чтобы они понимали насколько важна их помощь глухим детям. Наконец, VR может использоваться в медицине, чтобы помочь семье в принятии решения об использовании кохлеарных имплантов», — сказал Джим Хангерфорд, CEO
Shepherd Centre.
Источник:
http://www.bandt.com.au/technology/vr-replicates-life-child-hearing-loss
