Мовна система управління для паралізованих хворих

Відео: Шолом для керування літаком за допомогою думок винайшли німецькі вчені (новини)

Сьогодні тільки в США проживає близько 250 тисяч осіб з ушкодженнями спинного мозку, які страждають від паралічів.

Мейс Джованлу (Maysam Ghovanloo), інженер-електротехнік з Технологічного інституту Джорджії (Атланта) з колегами розробили бездротове пристрій, який дозволить знерухомлених людям управляти інвалідним візком і комп`ютером за допомогою мови (Tongue Drive System (TDS)).

Проведені клінічні випробування показали, що пацієнти з тетраплегией - паралічем всіх кінцівок успішно справляються з таким завданням. Результати роботи опубліковані в журналі Science Translational Medicine.

Система TDS складається з електромагніту розміром з сочевицю, поміщеного всередину титанової Мікроштанга для пірсингу мови, і зовнішньої гарнітури, в якій встановлені бездротові датчики, заміряють зміни магнітного поля при русі мови. Датчики посилають сигнали в смартфон. Далі, спеціальна програма перетворює їх в команди, що управляють курсором на екрані або рухом інвалідного крісла.

Пристрій протестовано на 11 хворих з тетраплегией і на 23 здорових випробовуваних. Всім учасникам було зроблено пірсинг мови. Рухаючи мовою вліво або вправо, вони виконували різні завдання: кликали по об`єктах на екрані монітора, грали у відеоігри, набирали телефонні номери, їздили в інвалідному кріслі за маршрутами з перешкодами. Здорові учасники краще виконували вправи з комп`ютером, тоді як паралізовані пацієнти легше справлялися з рухом коляски. В такому розподілі немає нічого дивного: воно пояснюється попереднім досвідом випробовуваних.

Існує ще одна реабілітаційна технологія для людей з обмеженою здатністю до руху. Вона передбачає управління коляскою за допомогою втягування і виштовхування води через трубочку (sip-and-puff). Зараз більше половини паралізованих хворих користуються колясками, управління якими засновано на цьому принципі. «Ми показали, що наша система управління мовою майже в три рази швидше традиційної, при цьому вона не поступається їй в точності», - підкреслив Джованлу.

Можуть виникнути питання з приводу застосування системи TDS під час їжі або розмови. Розробники врахували цей момент. При мовних рухах мову переміщається вперед або назад майже точно уздовж середньої лінії порожнини рота. Тому керуюча система запрограмована так, щоб ігнорувати поздовжні руху мови. Всі команди пов`язані тільки з поперечними його переміщеннями.

Що стосується прийому їжі, тут мова може рухатися довільно. Тому, щоб уникнути несподіваних випадковостей, пацієнту потрібно всього лише потримати мову три секунди біля щоки, і система перейде в режим очікування. Після закінчення трапези той же рух мови повертає систему в робочий стан.

«В даний час паралізовані люди мають вкрай обмежені можливості для організації скільки-небудь комфортного життя, - каже Джованлу. - Наш пристрій дозволить пацієнтам з такою формою інвалідності мати більшу незалежність і поліпшить якість їхнього життя, а також полегшить тягар родичів і скоротить витрати сімей таких хворих на медичне обслуговування ».