Ερευνητές στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Βιέννης, σε συνεργασία με το ETH της Ζυρίχης, το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου και την Ιατρική Σχολή του Βελιγραδίου, ανέπτυξαν ένα φορετό νευρορομποτικό σύστημα που συνδυάζει την ηλεκτρική νευροδιέγερση με εξωσκελετό χεριού.
Σε κλινική δοκιμή στην οποία συμμετείχαν 14 ασθενείς με κινητικές διαταραχές του χεριού λόγω νευρολογικής βλάβης, η τεχνολογία υποστήριξε την κινητικότητα των δακτύλων, την απτική αντίληψη και τον έλεγχο της λαβής. Τα αποτελέσματα δείχνουν τη δυναμική των εξατομικευμένων συστημάτων υποστήριξης για άτομα που ζουν με τις επιπτώσεις τραυματισμών του νωτιαίου μυελού ή του εγκεφάλου. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances.
Το σύστημα SensoExo
Οι κινήσεις των χεριών και η αίσθηση της αφής είναι απαραίτητες για καθημερινές δραστηριότητες, όπως η αφή αντικειμένων, η σίτιση, το ντύσιμο ή η προσωπική υγιεινή. Μετά από βλάβη στο κεντρικό νευρικό σύστημα, οι κινητικές και αισθητηριακές διαταραχές συχνά επιμένουν, καθώς η συμβατική αποκατάσταση δεν επιτυγχάνει πάντα την πλήρη αποκατάσταση.
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον διευθυντή της μελέτης Stanisa Raspopovic, ανέπτυξε το σύστημα «SensoExo» για να καλύψει αυτήν την ανάγκη. Το σύστημα συνδυάζει έναν φορετό εξωσκελετό χεριού με ένα προσαρμοσμένο περικάρπιο νευροδιέγερσης, το οποίο διεγείρει συγκεκριμένα νεύρα και μύες του αντιβραχίου μέσω του δέρματος.
Αισθητήρες στα δάκτυλα ανιχνεύουν την αφή και τις δυνάμεις πίεσης, μεταφράζοντας αυτές τις πληροφορίες σε ηλεκτρική διέγερση και παρέχοντας στους χρήστες απτική ανατροφοδότηση. Παράλληλα, η λειτουργική ηλεκτρική διέγερση βοηθά τους χρήστες να ανοίγουν και να κλείνουν τα δάκτυλά τους πιο εύκολα.
Εξατομικευμένη υποστήριξη ανάλογα με τη βλάβη
Το σύστημα δοκιμάστηκε σε 14 ασθενείς. Όλοι οι συμμετέχοντες παρουσίαζαν αισθητηριακά ελλείμματα και έλαβαν απτική ανατροφοδότηση μέσω διαδερμικής ηλεκτρικής νευροδιέγερσης. Σε επτά άτομα με ιδιαίτερα σοβαρές κινητικές διαταραχές, χρησιμοποιήθηκε επιπλέον λειτουργική ηλεκτρική μυϊκή διέγερση για την ενίσχυση του ανοίγματος του χεριού και της δύναμης συγκράτησης.
Η μελέτη συνέκρινε τρεις καταστάσεις: καμία υποστήριξη, υποστήριξη μόνο από εξωσκελετό και συνδυασμένη χρήση εξωσκελετού και νευροδιέγερσης. Η έρευνα αποκάλυψε ότι ο συνδυασμός παρείχε σημαντικά οφέλη σε σύγκριση με τον εξωσκελετό μόνο του. Σε ασθενείς με σοβαρή κινητική βλάβη, το SensoExo βελτίωσε την κινητικότητα των δακτύλων σε μεγαλύτερο βαθμό, ενώ η τεχνητή απτική ανατροφοδότηση αύξησε τις περιοχές του χεριού όπου γίνονταν αισθητά τα ερεθίσματα αφής.
Βελτίωση στη συγκράτηση καθημερινών αντικειμένων
Στις λειτουργικές δοκιμές, οι συμμετέχοντες πέτυχαν τα υψηλότερα ποσοστά επιτυχίας κατά τη σύλληψη και μεταφορά αντικειμένων. Με ογκώδη αντικείμενα, η μυϊκή διέγερση υποστήριξε τη δύναμη της λαβής. Με εύθραυστα αντικείμενα, η αισθητηριακή ανατροφοδότηση βοήθησε στην αποφυγή άσκησης υπερβολικής πίεσης.
Η τεχνολογία αποτελεί επί του παρόντος πρωτότυπο και όχι μια πλήρως ανεπτυγμένη ιατρική συσκευή για καθημερινή χρήση, όπως επισημαίνει ο Raspopovic. Ωστόσο, η μελέτη παρέχει τις πρώτες κλινικές αποδείξεις ότι η μη επεμβατική νευροδιέγερση σε συνδυασμό με τη φορετή ρομποτική μπορεί να αποτελέσει ρεαλιστική βάση για μελλοντικά εξατομικευμένα συστήματα υποστήριξης.
Μελλοντικές έρευνες με μεγαλύτερες ομάδες ασθενών θα βοηθήσουν στον προσδιορισμό της σταθερότητας αυτών των αποτελεσμάτων και στην αξιολόγηση του βαθμού στον οποίο τέτοια συστήματα μπορούν να ενσωματωθούν μακροπρόθεσμα στην αποκατάσταση και την καθημερινή ζωή.
