Гаджеты для людей после инсульта
За последнее десятилетие инструменты для восстановления после инсульта и реабилитации прошли долгий путь – от видеочатов с врачами до перчаток-роботов и интерактивных видеоигр. Новые технологии восстановления после инсульта помогают связать нейропластичность1 и обучение. И в этом их ключевая роль в выздоровлении после инсульта.
Эта новая технология реабилитации предоставляет пациентам возможность получить больше времени для занятий, больше интенсивности и разнообразия по сравнению с предыдущими занятиями по тренировке движения. Не говоря уже о том, что эти новые технологии также являются более интерактивными, привлекающими внимание и они действительно помогают мотивировать пациента. Они помогают также использовать способность мозга восстанавливать себя таким образом, каким раньше мы не видели.
Как и простые упражнения, которые годами выполняли во время реабилитации, последние инструменты для восстановления после инсульта используют концепцию нейропластичности. Хотя исследователи уже много лет знают о способности мозга “переобучаться”, теперь они понимают, насколько важно начать этот процесс как можно раньше. Это связано с тем, что разрушение мозговой ткани во время инсульта на самом деле является временным триггером для остальной части мозга. И смерть тканей в результате инсульта, похоже, запускает программу саморемонта в мозгу.
После инсульта здоровая мозговая ткань возвращается в более эластичную стадию в течение одного-трех месяцев. Нейропластичность позволяет здоровой мозговой ткани создавать новые связи с пораженными мышцами и нервами в течение многих лет, но в эти первые месяцы восстановления мозг особенно открыт для формирования подобных связей. К сожалению, именно в это время организм пациента сталкивается с самыми крайними ограничениями, не позволяющими в полной мере использовать в своих интересах эластичность здоровой мозговой ткани.
И именно в это время могут помочь современные технологии. Сегодня у тех, кто пережил инсульт, больше возможностей для восстановления, чем когда-либо прежде, и многие из современных цифровых средств для реабилитации предназначены для извлечения пользы на этом раннем этапе восстановления. Другие позволяют врачам и лицам, осуществляющим уход, внимательно следить за прогрессом пациентов и предотвращать распространенные осложнения по мере восстановления движения и переобучения мозга в течение месяцев и лет после инсульта.
MIRA
MIRA – это медицинское устройство, использующее датчики слежения за движением для геймификации физической терапии и улучшения соблюдения пациентом режима лечения.
Это решение представляет собой программную платформу, которая превращает физические и когнитивные упражнения в игру, делая терапию более удобной и легкой для восприятия. Оно разработано в качестве инструмента для терапевтов, использующих внешние датчики слежения за движением для вовлечения пациентов в терапию, а также для оценки и составления отчетов о соблюдении пациентами режима лечения.
В настоящее время в системе используется сенсорная технология Microsoft Kinect для определения того, правильно ли пациенты выполняют упражнения и улучшают ли они свою работу с течением времени.
MIRA успешно применяется в ортопедической и неврологической терапии для пожилых людей. Решение MIRA содержит более 450 игр для физического и когнитивного развития, а также предоставляет возможность пациенту самому создавать упражнения в игровой форме. Контент формируется на основе клинических данных и обратной связи от терапевтов и пациентов, при этом он постоянно расширяется и совершенствуется посредством периодического обновления приложений.
Ключевым понятием MIRA является “exergame”, которая стала основой для взаимодействия между пациентом и приложением. Каждая “exergame” является результатом слияния двух ключевых компонентов: упражнения и игры.
Решение содержит инструменты для оценки диапазона движений, а также пользовательские опросники и другие средства для отслеживания активности пациентов. При этом анкеты могут быть расширены и модифицированы в зависимости от клинических потребностей.
KineQuantum
Французская фирма KineQuantum также решила использовать метод геймификации, чтобы разнообразить нудные упражнения при реабилитации после инсульта. Она разработала одноименную платформу на базе технологий виртуальной реальности, предназначенную для проведения реабилитации, ее оценки и обеспечения обратной связи. Эта система делает реабилитацию забавной и удобной для пациентов, предоставляя им в игровой манере различные режимы тренировок, а также позволяя им получить доступ к информации, показывающей, как работают эти упражнения.
Система KineQuantum использует устройство виртуальной реальности Vive и пару опциональных ручных джойстиков. Пациенту предлагается отслеживать объекты на экране с помощью движений головы, дотрагиваться до них руками, а также играть в более активные игры, например, отмахиваться от мух и стрелять пушечными ядрами в пиратский корабль. Все активности сделаны максимально веселыми, что заставляет пациента очень быстро забыть, что он на самом деле выполняет реабилитационные процедуры в рамках прописанной ему терапии. Причем в то время, когда пациент “играет” и выполняет виртуальные задачи, система измеряет различные характеристики, такие как время отклика, диапазон движений и другие аналогичные параметры.
Нейромышечный экзоскелет
Новый роботизированный ортез (устройство, необходимое для разгрузки и поддержки больных, травмированных суставов или конечностей), разработанный специалистами Политехнического университета Гонконга и получивший название “нейромышечный экзоскелет”, объединяет в себе технологии мягкой робототехники и нейромышечной электростимуляции. Он содержит электромиографические2 сенсоры, которые определяют, когда пользователь пытается задействовать поврежденную мышцу, и немедленно активируют стимуляцию, чтобы заставить эти мышцы двигаться вместе с роботизированным элементами ортеза.
В системе используются мягкие робототехнические технологии, что делает устройство легким и удобным в использовании. Компонент, закрепляемый на верхней части руки, весит всего порядка 300 г и не потребляет много электроэнергии, которую он получает из встроенной батареи. Эта батарея может работать до 4 часов подряд.
Комбинация четко настроенной по времени стимуляции с механической поддержкой руки помогает мозгу обучаться ассоциировать различные движения с намерениями пациента, существенно ускоряя таким образом процесс нейропластичности, что очень важно для правильного восстановления.
По мнению разработчиков, это устройство позволит пациентам, перенесшим инсульт, большую часть процесса реабилитации осуществлять дома, тем самым сэкономив им существенные средства.
Vivistim
Американские исследователи из Техасского университета в Далласе разработали новый терапевтический метод на базе электростимуляции блуждающего нерва, который значительно улучшает восстановление двигательных способностей у пациентов после инсульта.
Работа этого имплантируемого прибора, получившего название Vivistim, основана на том, что синхронизация стимуляции блуждающего нерва с движением повышает нейронную пластичность мозга, что в результате улучшает эффективность восстановления.
Своей разработкой ученые надеются усилить процесс формирования новых нейронных связей во время реабилитации, использовав при этом электричество. Прибор имплантируется в грудь и стимулирует блуждающий нерв, находящийся в шее. Этот нерв контролирует парасимпатическую нервную систему3, а его электронная стимуляция, по мнению ученых, помогает улучшить нейропластичность.
Исследователи объединили свой метод с традиционной физической реабилитацией и постарались очень точно синхронизировать стимуляцию нерва с движением пораженной конечности. Проведенное тестирование системы показало, что в этом случае эффективность реабилитации удваивается.
Rapael
Компания Neofest разработала “умную” перчатку Rapael, предназначенную для восстановления возможностей пострадавшей при инсульте руки. Эта перчатка, которая используется как контрольный механизм в играх при физиотерапии, работает вместе с планшетом на базе Android.
Она надевается на пострадавшую руку пользователя и для ее контроля используются датчики движения и позиционирования на пальцах и запястье. Приложение, к которому устройство подключено при помощи Bluetooth, “проводит” пациента через череду игровых и активных сцен, позволяющих тренировать мышцы руки или кисти.
Перчатки доступны для обеих рук и разных размеров, причем даже для детей. Люди могут арендовать “умную” перчатку и Android-планшет с приложением по цене $99 в месяц. Возможно, такой метод распространения и наиболее удобен для потребителей, поскольку, как правило, реабилитация занимает не более нескольких месяцев.
Ipsihand
Американские ученые из Медицинской школы университета Вашингтона в Сент-Луисе разработали управляемое с помощью мыслей устройство, получившее название Ipsihand, которое помогает людям после инсульта восстановить контроль над своими руками, причем существенно быстрее.
Для использования этой системы пользователь должен надевать “бионическую руку”, похожую на упомянутую выше перчатку Rapael, и специальную шапочку с электродами. С помощью такой шапочки сигнал о желании сжать или разжать парализованную руку передавалось на устройство, где встроенный в него компьютер усиливал сигнал, позволяющий управлять механизмом бионической руки.
Ученые обнаружили, что электрический сигнал, связанный с движением, сначала возникает в части мозга, которая находится на той же стороне, что и конечность, которой вы хотите пошевелить. Эти сигналы в свою очередь активируют другую сторону мозга, которая и отдает команду действительно произвести движение. А у человека после инсульта первоначальный сигнал теряется втуне, поскольку часть мозга, отвечающая за движение, не работает. Вот здесь и включается в дело Ipsihand.
Пациенты после 12 недель использования этого бионического устройства смогли брать кубики и строить из них башню, закручивать тоненькие трубочки вокруг большой трубки и подносить свою руку ко рту. Возможно, это мало, но на самом деле “это определяет разницу, сможет ли человек сам надеть штаны или не сможет”, говорят разработчики.
Saebo MyoTrac Infiniti
Для восстановления после инсульта пораженные нервы и мышцы больше не могут посылать или получать необходимую для движения сенсорную стимуляцию. Именно здесь может быть полезна нейромышечная электрическая стимуляция, когда к парализованным мышцам для восстановления или улучшения их функций подаются небольшие электрические импульсы
Устройство Saebo MyoTrac Infiniti использует электромиографическую триггерную стимуляцию, которая представляет собой сочетание биологической обратной связи и электрической стимуляции. Стимуляция с помощью подобных устройств подается в желаемую группу мышц (например, разгибатели пальцев, разгибатели локтей и т.д.), как только клиент деактивирует или расслабляет противоположную спастическую группу мышц (например, спастические сгибатели пальцев, сгибатели локтей и т.д.).
Сенсорная электрическая стимуляция повышает нейропластичность и активизирует участки головного мозга, помогая при реабилитации после инсульта. При этом повышается нейропластичность мозга, улучшается двигательная реабилитация пострадавшей руки.
Исследования показывают, что при подобной стимуляции низкого уровня, более сильные сигналы передаются в мозг и могут привести к улучшению функционирования и восстановления коры головного мозга.
1 Под нейропластичностью подразумевается способность нейронов регенерироваться и формировать новые нейронные связи.
2 Электромиография – диагностический метод, посредством которого специалисты оценивают функциональное состояние скелетных мышц и окончаний периферических нервов. Оценка происходит по уровню их электрической активности
3 Парасимпатическая нервная система — часть автономной нервной системы, связанная с симпатической нервной системой и функционально ей противопоставляемая, поддерживает гомеостаз. В парасимпатической нервной системе находятся ганглии (нервные узлы).
Источник
Новейшие методы лечения и восстановления после инсульта включают в себя использование нейростимуляторов, стволовых клеток, экзоскелетов и виртуальной реальности.
2019. Робот-катетер позволит устранить последствия инсульта
Иногда, чтобы устранить последствия инсульта, врачам приходится проводить манипуляции внутри сосудов мозга с помощью эндоскопов и катетеров. Больному через артерию вводится микро-катетер, который приходится вручную продвигать к месту образования тромба, изгибая и поворачивая катетер, и наблюдая за его продвижением с помощью флюороскопии. При этом даже суперопытный хирург может повредить стенки сосудов из-за многочисленных ветвлений мозговых артерий. Инженеры MIT под руководством Сюаньхэ Чжао разработали роботизированный микро-катетер, который управляется внешним магнитным полем и может изгибаться как змея. Его внешний слой создан из гидрогеля, который обеспечивает гибкость и скольжение даже на крутых поворотах.
2018. В России создали VR-нейротренажер для восстановления после инсульта
Госкорпорации Ростех начала серийное производство нейротренажера ReviVR с технологией виртуальной реальности для медицинских учреждений. Комплекс поможет в реабилитации пациентов, перенесших инсульт, травмы спинного мозга и ряда других заболеваний. Он состоит из очков виртуальной реальности, пневмоманжетов и специализированного программного обеспечения. ReviVR погружает пациента с нарушением двигательной функции в виртуальную среду и, совмещая визуальное, слуховое и тактильное воздействие, имитирует процесс ходьбы. За счет стимуляции мозговой активности нейронные связи восстанавливаются, человек «привыкает» к вертикальному положению, что благоприятно сказывается на состоянии пациента. Стоимость тренажера составляет около 1,5 млн рублей.
2018. Виртуальная реальность поможет восстановиться после инсульта
Организация Kessler Foundation, занимающаяся исследованиями в области технологий реабилитации, в партнерстве с разработчиков приложений виртуальной реальности Virtualware, создали систему VR-SRT для помощи в восстановлении после инсульта. Цель системы заключается в улучшении контроля за пространственным вниманием и осознания состояния тела в виртуальном 3D-мире. Кроме VR-очков система включает в себя сенсор типа кинект, отслеживающий движения головы и рук человека.
2018. Видео: Нейростимулятор мозга используют для восставновления после инсульта
Медики из Университета Огайо провели успешное исследование по использованию нейростимулятора мозга для восставновления после инсульта. Для этого они имплантировали пациенту нейростимулятор MicroTransponder и подсоединили его к блуждающему нерву. Нейростимулятор может включаться врачем дистанционно. Технология заключается в том, что когда пациент выполняет успешное действие, врач включает нейростимулятор, чтобы мозг лучше запоминал выполненные движения.
2017. Искусственный интеллект MedyMatch диагностирует инсульт лучше врачей
Мы уже рассказывали, что искусственный интеллект начали активно применять для анализа рентгеновских снимков и томографий. Потому, что ИИ может заметить мельчайшие паттерны на снимках, которые усталые глаза врача могут пропустить. Однако у ИИ есть еще одно преимущество – скорость. А когда речь идет о диагностике инсульта – каждая минута на счета. Поэтому стартап MedyMatch, создавший ИИ систему поддержки принятия решений для скорой помощи – споймал волну. Гиганты рынка медицинских технологий IBM и Samsung уже заключили партнерские отношения с MedyMatch на использование этой системы. Кроме анализа снимков, она принимает во внимание и объективные данные, такие как симптомы, жалобы пациента, измеренные показатели типа артериального давления.
2016. Игра аля Second Life помагает восстанавливать речь после инсульта
Недавно мы рассказывали об игре MindMaze с использованием виртуальной реальности, которая помогает восстановить двигательные функции рук после инсульта. А другая игра EVA Park – таким же образом помогает восстановить речевые функции людям, пережившим инсульт. Это игра с виртуальным миром аля Second Life. Пациент путешествует по этому миру и общается с его обитателями, тренируя простейшие диалоги, типа покупок в магазине, стрижки в парикмахерской или заказа пива в баре. Разработчики говорят, что это неплохо работает.
2016. MindMaze использует виртуальную реальность для восстановления после инсульта
Мы уже рассказывали о том, как виртуальная реальность применяется для лечения фобий и обезболивания. Швейцарская компания MindMaze придумала использовать виртуальную реальность для восстановления после тяжелых инсультов, в результате которых возникает потеря двигательной функции некоторых мышц (обычно, руки). Проблема таких параличей – не в том, что мышца не работает, а в том, что область мозга, управляющая мышцей не работает. Однако, оказывается, что двигательные области мозга активируются не только когда человек совершает движения, но и когда он видит, как кто-то другой совершает эти движения. Установка MindMaze показывает человеку его аватар, точно повторяющий все его движения. А также, он совершает движения парализованной рукой, заставляя пациента повторять их и активировать поврежденную область мозга.
2015. Наночастицы помогут лечить и предотвращать инсульты
Некоторые случаи ишемического инсульта сейчас успешно лечат с помощью внутривенных стентов, чистящих тромбы в сосудах мозга. Однако, в большинстве случае этот метод опасен, т.к. тромб может оторваться от стенки сосуда и закупорить кровоснабжение мозга в более узком месте. Препараты, растворяющие тромб – тоже часто не помогают, т.к. просто не могут достичь тромба из-за слабого кровотока. Команда ученых из института Wyss и Гарварда разработала комбинированную технологию с использованием наночастиц, которая позволяет удалить тромб безопаснее. В закупоренный сосуд вводится стент, однако он не чистит, а выпускает к тромбу поток наноконтейнеров, в которых содержится препарат, растворяющий тромб. Наночастицы разработаны так, чтоб они цеплялись за частицы тромба и выпускали растворитель. При этом, даже если часть тромба оторвется – она продолжит растворяться и дальше (наночастицы от нее не отстанут).
2015. Видео: ультразвуковой монитор мозга позволяет избежать осложнений при инсульте
Пациентам с инсультом или травмами головного мозга в лучшем случае делают томограмму при поступлении в больницу, и потом еще раз через время. В то же время, у таких пациентов часто происходят внутримозговые кровотечения или отеки, и если их вовремя не обнаружить – они приведут к осложнениям. Американская компания Cerebrotech разработала (и уже получила европейскую сертификацию) систему неинвазивного мониторинга мозга. Она представляет собой простую повязку на голову, в которую встроен ультразвуковой излучатель и приемные антенны. Измеряя электрические свойства тканей мозга, эта система позволяет 24 часа в сутки контролировать изменения, которые происходят у пациента.
2015. Наномедицина добралась до атеросклероза
Доктор Омид Фархозад, известный нам своей технологией лечения рака с помощью наночастиц, взялся за еще одну не менее смертоносную болезнь – атеросклероз (образование бляшек в сосудах, которые приводят к инсультам и инфарктам). Со своими коллегами из Женского Госпиталя Бригхэма он разработал и успешно протестировал на мышах новую технологию доставки антивоспалительных лекарств к склеротическим бляшкам. Лекарства доставляются биоразлагаемыми наночастицами, которые запрограммированы на соединение с клетками-макрофагами, образующими воспалительный процесс в местах повреждения сосудов. Лекарство позволяет стабилизировать рост бляшки и снизить опасность закупорки сосуда. Главной трудностью пока является то, что в отличии от рака, атеросклероз – это процесс, происходящий в течении многих лет, и необходимо практически полностью снизить влияние препарата на те макрофаги, которые делают полезную работу.
2015. Samsung продемонстрировал гаджет для диагностики инсульта
Samsung не только стремится сделать из своих смартфонов персональные центры управления здоровьем, но и собирается выпускать различные медицинские примочки для них. На днях они продемонстрировали свой ЭЭГ-обруч для диагностики мозга, который в реальном времени снимает электроэнцефалограмму и передает ее на смартфон. Приложение на смартфоне может обрабатывать эти данные и сообщать об обнаруженных проблемах. В частности, эта система может использоваться для измерения уровней стресса, анализа сна и других параметров здоровья мозга, а также для обнаружения признаков инсульта. Разработчики уверяют, что сенсоры их прибора способны принимать сигнал ***
2014. Экзоскелет Ekso помогает восстанавливаться после инсульта
Американская компания Ekso Bionics начала производить экзоскелеты еще в 2011 году, и уже добилась большого прогресса в развитии своих технологий. Экзоскелеты Ekso могут легко подстраиваться под конкретного человека и программироваться под его потребности/проблемы. Более того, экзоскелет может динамически определять необходимые усилия для поддержки, причем они могут отличаться для правой и левой ноги. Пока Ekso успешно используется в больницах для восстановления от инсульта и других нервных болезней и травм. Согласно недавнему исследованию, он почти в 2 раза ускоряет темпы восстановления подвижности пациентов. А в недалеком будущем ***
2013. Новый имплантант откроет врачам окно к головному мозгу
Почему на сегодняшний день так плохо лечат заболевания и травмы головного мозга? На это есть объективные причины. Мало того, что мозг представляет собой очень сложную структуру, так он еще и закрыт со всех сторон прочной оболочкой – черепом. А лишний раз дырку в черепе сверлить никто не будет. Группа ученых из Калифорнийского университета попыталась решить хотя-бы эту вторую проблему. Они разработали имплантант, который устанавливается в отверстие в черепе и работает как окно к мозгу. Он изготовлен из биосовместимого керамического материала, который удалось сделать прозрачным. А значит, (без необходимости его снимать) становится возможным производить диагностику или терапию больного участка мозга с помощью медицинского лазера. Причем, что касается диагностики и наблюдения – их можно проводить хоть каждый день, и не нужно сверлить новые дырки в черепе. Например, данная технология будет полезна для лечения рака мозга и инсульта.
2013. Робот-пылесос очищает мозг от тромбов после инсульта
По статистике только 40% людей, переживших инсульт, доживают до конца первого месяца. Все дело в тромбах (кровяных сгустках), образующихся в мозге, которые очень сложно удалить. Команда разработчиков из американского Университета Вандербильта разработала роботизированную хирургическую систему, с помощью которой возможно эффективное и минимально травматичное удаление кровяных сгустков из тканей головного мозга. Через просверленное в черепе крошечное отверстие робот под заданным углом вводит тонкую иглу в мозг, пока она не достигнет внешней поверхности сгустка. Затем из нее выдвигается еще более тонкая внутренняя игла, которая проникает непосредственно в сгусток. Включается аспиратор и содержимое тромба высасывается. Робот контролирует и регулирует направление движения крошечного «пылесоса». ***
2013. Honda производит экзоскелеты и гаджеты для облегчения ходьбы
После многих травм и болезней человеку важно побыстрее начать ходить, т.к. организму для восстановления необходима тренировка. Обычно для помощи в ходьбе используют костыли и ходунки, но это не очень-то удобно и полезно. Автомобилестроительный гигант Honda разработал для этой цели более современные приспособления. Недавно он выпустил (для японских госпиталей) первую партию гаджетов Walking Assist Device, которые помогают ходить людям с ослабевшими мышцами ног. Гаджет весит всего 2.5 кг. Он цепляется на пояс и с помощью ремней подтягивает бедра вверх и задает оптимальный ритм ходьбы. Причем, это не первое изобретение Honda для помощи в ходьбе. Четыре года назад компания представила экзоскелет, который не только помогает ногам двигаться, но и поддерживает на себе вес тела. Посмотрите это потрясающее видео:
2013. Инсульт пытаются лечить стволовыми клетками
Английская компания ReNeuron проводит первые в мире клинические испытания препарата из нейральных стволовых клеток для лечения последствий инсульта. Испытания проходят в шотландском госпитале с 2012 года. Всего препарат ReN001 был введен в головной мозг 9 пациентам, находящимся в тяжелом состоянии. На днях ReNeuron представила на конференции очередной отчет по этим испытаниям. Согласно отчету, 5 из 9 пациентов демонстрируют незначительный (но все же неожиданный прогресс в восстановлении). Например, один из них начал двигать пальцами, хотя до этого был полностью парализован. Другой уже может самостоятельно ходить, хотя раньше не мог перемещаться без посторонней поддержки. Свою технологию ReNeuron не раскрывает, но известно, что препарат готовится не из собственных клеток пациента, а из клеток, вырощенных в лаборатории из нейральных стволовых клеток (взятых из передней части головного мозга доноров).
2013. Очки для диагностики инсульта – быстрее и точнее томографа
Инсульт – это острое нарушение мозгового кровообращения, при котором ткани мозга быстро отмирают. Поэтому, счет идет на минуты – нужно как можно быстрее определить, что это действительно инсульт и начать лечение. В большинстве случаев диагностировать приходится “на глаз”, т.к. в большинстве клиник томограф не доступен в неотложном режиме. Кроме того, в данном случае, только МРТ может обеспечить достаточную точность диагностики (и это довольно дорогая процедура). Команда разработчиков американского института Johns Hopkins Medicine разработала гораздо более дешевое решение, которое может обеспечить и более высокую точность. Это очки со встроенными камерами, которые сканируют движения зрачков пациента, когда врач поворачивает голову пациента. Пока этот гаджет находится в стадии пилотного проекта, но говорят, что в результате тестирования на 12 пациентах точность определения инсульта оказалась 100%.
2011. Топ 10 причин смерти в богатых и бедных странах
Всемирная организация здравоохранения опубликовала свой рейтинг Топ 10 причин смерти в зависимости от благополучия страны (или от уровня дохода). Это логично, т.к. например, в Швейцарии и в Сомали обычно умирают по разным причинам. Всего получилось 3 рейтинга: высокий уровень дохода, средний и низкий. Как и следовало ожидать, в слаборазвитых странах основной причиной смерти являются инфекции, а в высокоразвитых – малоподвижный образ жизни, переедание и старость (т.е. сердечные болезни, рак, дегенерация мозга). Нам, вероятно, надо ориентироваться на средний и высокий. Рейтинги приведены ниже: ***
Источник