Ortak Tasarımla Geliştirilen Robotik Eldiven Şiddetli ALS Hastası Bir Adama Kavrama Yeteneğini Geri Kazandırdı

Yeni geliştirilen giyilebilir, yumuşak bir eldiven cihazı, Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS)Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS)Amyotrofik lateral skleroz (ALS), beyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin (nöronlar) kaybı sonucu gelişen, kaslarda güçsüzlük, erime (atrofi) ve istemli hareket kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalıktır. hastası bir adamın el fonksiyonunu başarıyla restore ederek, nesneleri kavramasına ve kendi başına yemek yemesine olanak tanıdı. Almanya'daki bilim insanlarından oluşan bir ekip tarafından geliştirilen bu cihaz, hastanın kendisiyle doğrudan iş birliği içinde tasarlandı. Hastanın, başparmağındaki küçük hareketler dışında elini hareket ettirme yeteneğini neredeyse tamamen kaybetmiş olmasına rağmen, yeni eldiveni kullanarak çeşitli günlük eşyaları güvenilir bir şekilde kavrayabildiği gözlemlendi.

Münih Teknik Üniversitesi'nden çalışmanın ortak yazarı Dr. Gordon Cheng, üniversitenin haber bülteninde yaptığı açıklamada, "Bu hasta bize, yumuşak el dış iskeletimizin en şiddetli nörolojik bozuklukNörolojik bozuklukSinir sisteminin yapısını veya işlevini etkileyen, beyin, omurilik ve sinirleri kapsayan hastalıklar grubu.lardan birine rağmen onu destekleyebileceğini gösterdi," dedi. Cheng ve meslektaşları, yeni cihazlarının geliştirilmesini "Şiddetli El Bozukluğu Olan Bireylerde Niyetli Kavramayı Geri Kazandıran Maharetli Yumuşak El Dış İskeleti" başlıklı bir çalışmada detaylandırdılar. Bu çalışma, Nature Machine Intelligence dergisinde yayımlandı.

ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. ve Hareket Kaybını Anlamak ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık., hareketi kontrol eden sinir hücrelerinin (motor nöronlarMotor nöronlarBeyinden ve omurilikten kaslara sinyal göndererek hareketi kontrol eden sinir hücreleri.) zamanla hasar görüp ölmesiyle karakterize edilen, giderek kötüleşen kas güçsüzlüğüne yol açan ilerleyici bir nörolojik hastalıktır. Zamanla, ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. hastaları kendi başlarına hareket etme yeteneğini kaybeder ve günlük aktivitelerini gerçekleştirmek için giderek daha fazla yardıma bağımlı hale gelirler. Hareket ve iletişim yeteneğini kaybeden ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. hastalarına bağımsızlıklarını geri kazandırmak için çeşitli stratejiler araştırılmaktadır. Örneğin, bazı beyin implantları hastaların kendi düşüncelerini kullanarak konuşmalarını ve bilgisayarı kontrol etmelerini sağlamıştır.

Bu çalışmada araştırmacılar, ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık.'li bir adamın el fonksiyonunu geri kazandırmak amacıyla yumuşak bir el dış iskeleti geliştirmeyi hedeflediler. Cihaz, temel olarak sıradan giyim kumaşlarından yapılmış ve içinde şişirilebilir hava yastıkları bulunan bir eldivendir. Bu yastıklar şişip inerek, kullanıcının parmaklarını farklı pozisyonlara itebilir, böylece eli normalde el hareketlerini kontrol eden kaslar felçli olsa bile hareket ettirebilir.

Bilim insanları bu tür cihazları geliştirirken, genellikle testlerin çoğunu laboratuvarda yaparak, hastalarda test edilebilecek nihai bir ürün oluştururlar. Ancak bu araştırmacılar farklı bir yaklaşım benimseyerek, hastayı cihazın tasarım sürecine aktif olarak dahil ettiler. Birkaç ay boyunca, hasta prototipleri denediği ve neyin işe yarayıp neyin yaramadığına dair geri bildirimde bulunduğu test seansları düzenlediler.

Araştırmacılar, "Ortak yaratım sürecimiz, yardımcı robotikte büyük ölçüde pasif kullanıcıların gözlemlendiği ve görüşüldüğü kullanıcı merkezli tasarım yaklaşımının ötesine geçerek, kullanıcıların birden fazla prototipi aktif olarak test ettiği, deneyimleri ve öncelikleri hakkında somut ve elle tutulur geri bildirimler vermelerini sağlayan katılımcı bir geliştirme sürecinin değerini örneklemektedir," diye yazdılar.

Nihai cihaz, hastanın nesneleri kavramada normalde rol oynayan önkol kası olan flexor pollicis longusFlexor Pollicis LongusÖnkolun derin tabakasında yer alan, başparmağın distal falanksını (uç kemiğini) bükmekten sorumlu bir kastır. Kavrama hareketlerinde önemli rol oynar.'tan gelen küçük elektriksel sinyalleri algılayarak çalışır. Gelişmiş bilgisayar analizi daha sonra bu sinyalleri hastanın amaçladığı hareketlere dönüştürür. Hastanın geri bildirimlerine dayanarak, eldiven, hareketler sırasında eli belirli pozisyonlarda tutmaya yardımcı olan ön şekillendirme desteği sağlamak üzere tasarlandı.

Münih Teknik Üniversitesi'nden çalışmanın ortak yazarı Dr. John Nassour, "Çözümümüz iki yönden akıllı," dedi. "Bir yandan, sinyallerden niyetleri %97 güvenilirlikle çıkararak kavrama hareketlerini tahmin etmek için oldukça güvenilir bir yöntem geliştirdik. Diğer yandan, eldivenimizle, amaçlanan hareketleri en uygun şekilde destekleyen bir donanım geliştirdik."

Hasta, nihayetinde cihazı kullanarak bir şişe, bir tabak, bir elma ve bir hamur işi gibi çeşitli günlük nesneleri güvenilir bir şekilde kavrayabildi. Özellikle dikkat çekici olan, cihazın hastanın kendi başına yemek yemek için çatal tutmasına olanak sağlamasıydı ki araştırmacılar bunun hastanın bakış açısından en önemli fayda olduğunu belirttiler.

Cihazın Felçli Hastalar Üzerinde Test Edilmesi ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. hastasıyla birlikte cihazı geliştirdikten sonra, araştırmacılar bitmiş ürünü felç nedeniyle el felci olan altı inme hastası üzerinde test ettiler. İnme hastalarının üçünde, ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. hastasına benzer şekilde şiddetli el felci vardı ve bu hastalarda cihaz genellikle kavrama yeteneklerini iyileştirdi. Diğer üç inme hastasında ise daha orta derecede felç vardı ve kendi kaslarını kullanarak parmaklarını daha fazla hareket ettirme yeteneğine sahiplerdi. Bu daha az engelli bireylerde, cihaz belirgin şekilde daha az fayda gösterdi ve bazı durumlarda performanslarını bile kötüleştirdi.

Araştırmacılar, bu farklılığın, el fonksiyonu seviyeleri değişen hastaların farklı ihtiyaçlarını yansıttığını ve tek tip bir yaklaşım yerine kişiselleştirilmiş stratejilere duyulan ihtiyacı vurguladığını belirttiler. Bilim insanları, "Bu çalışmanın temel bulgularından biri, yardımcı el dış iskeletlerinin faydasının, kalan el fonksiyonu seviyesine güçlü bir şekilde bağlı olmasıdır," diye yazdılar. "Şiddetli engelleri olan hastalar ek el becerisi ve ön şekillendirme desteğinden önemli ölçüde faydalanırken, orta derecede engelli bazı hastalar hiçbir fayda görmedi veya hatta performanslarında düşüş yaşadı. Bu durum, şiddetli felç için optimize edilmiş dış iskeletlerin, daha yüksek kalan fonksiyona sahip hastalarda istemli motor stratejilere müdahale edebileceğini ve engelliliğe özgü yardımcı tasarımlara duyulan ihtiyacın altını çizdiğini vurgulamaktadır."

Araştırmacılar, farklı destek ihtiyaçları olan insanlar için bu cihazı geliştirmek ve optimize etmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulduğunu vurguladılar. Ancak, eldivenin kompakt, hafif ve düşük maliyetli malzemelerden yapılmış olmasının erişilebilirliği desteklemesi gerektiğini belirttiler. Cheng, "Herkesin karşılayabileceği ama yine de çok iyi çalışan bir çözüm bulduk," dedi.