Naukowcy opracowali urządzenie umożliwiające komunikowanie się osobom z paraliżem twarzy. Sprawdzi też skuteczność leczenia

Stwardnienie zanikowe to choroba, która prowadzi do zaniku mięśni, także tych, które pozwalają mówić. Szacuje się, że nawet 75 proc. osób, u których zdiagnozowano ALS, będzie potrzebować jakiejś formy pomocy, aby skutecznie się komunikować. Naukowcy z MIT stworzyli niewidoczny czujnik dla chorych, który przymocowany do twarzy mierzy drobne ruchy, takie jak drganie lub uśmiech. W ten sposób pacjenci mogą przekazywać emocje.

Stwardnienie zanikowe boczne (ALS) to choroba, która prowadzi do zaniku mięśni, a w wielu przypadkach do paraliżu. Dotyczy to nie tylko dużych mięśni, które pomagają się poruszać, lecz także mięśni, które pozwalają mówić. Według ALS Association nawet 75 proc. osób, u których zdiagnozowano ALS, będzie potrzebować jakiejś formy pomocy, aby skutecznie się komunikować. Zwłaszcza że pacjenci mogą całkowicie stracić zdolność mówienia. Komunikację mogą umożliwić nowe technologie.

Zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology zaprojektował rewolucyjne, rozciągliwe, przypominające skórę urządzenie, które można przymocować do twarzy pacjenta i mierzyć drobne ruchy, takie jak drganie ust. Pacjenci mogą w ten sposób przekazywać różne uczucia za pomocą małych ruchów, które są interpretowane przez urządzenie.

– Ciągłe monitorowanie ruchów twarzy odgrywa kluczową rolę w komunikacji niewerbalnej u pacjentów z zaburzeniami nerwowo-mięśniowymi. Obecnie głównym podejściem jest śledzenie za pomocą kamer, co jest wyzwaniem w zakresie mobilności pacjentów – komentuje Takao Someya, profesor elektrotechniki i systemów informatycznych na Uniwersytecie w Tokio. – Badacze z powodzeniem opracowali cienkie, nadające się do noszenia, piezoelektryczne czujniki, które mogą niezawodnie odczytywać napięcie twarzy i przewidywać jej kinematykę.

>>>ZOBACZ TEŻ: Płatności za wizyty już dostępne w Gabinecie drWidget!

Naukowcy zainteresowali się pracą nad sposobami pomocy pacjentom z zaburzeniami nerwowo-mięśniowymi po spotkaniu ze Stephenem Hawkingiem w 2016 roku. Słynny astrofizyk komunikował się za pomocą czujnika podczerwieni, który wykrywał drgania policzka i w ten sposób przesuwał kursor po rzędach i kolumnach liter. Wymaga to jednak specjalistycznego sprzętu, na który większości chorych nie stać. Inni chorzy na ALS używają urządzeń, które mierzą aktywność elektryczną nerwów kontrolujących mięśnie twarzy. Choć pomaga to w komunikacji, to jest nieporęczne. Urządzenie opracowane przez MIT jest niewielkie, łatwo je zakamuflować makijażem i umożliwia komunikację w czasie rzeczywistym.

– Nasze urządzenia są nie tylko plastyczne, miękkie i lekkie, ale są również niewidoczne wizualnie – podkreśla Canan Dagdeviren, profesor ds. rozwoju kariery LG Electronics w MIT i lider zespołu badawczego. – Można je zakamuflować w taki sposób, żeby były zupełnie niewidoczne nawet na twarzy.

Nowe urządzenie składa się z czterech czujników piezoelektrycznych wykonanych z azotku glinu, które mogą wykryć mechaniczne odkształcenie skóry i przekształcić je w łatwo mierzalne napięcie elektryczne. Dzięki algorytmowi rozpoznaje uśmiech, zaciśnięte lub otwarte usta. Naukowcy przetestowali je na dwóch pacjentach z ALS i dzięki algorytmowi udało się uzyskać 75-proc. dokładność w rozróżnianiu różnych ruchów. Dla porównania, u zdrowych osób ten wskaźnik sięgnął 87 proc.

– Możemy tworzyć spersonalizowane komunikaty na podstawie ruchów, które pacjent wykonuje – przekonuje Canan Dagdeviren. – W zasadzie można tworzyć tysiące wiadomości, czego nie potrafi w tej chwili żadna inna technologia. Wszystko zależy od konfiguracji biblioteki, którą można zaprojektować dla konkretnego pacjenta lub grupy pacjentów.

>>>ZOBACZ TEŻ: Bezprzewodowe stetoskopy do badań zakażonych koronawirusem dla szpitali w Tychach i Tarnowie

Dotychczas chorzy na ALS używali do komunikowania się bankowości głosowej do przechowywania głosu na komputerze w celu zastosowania go w urządzeniu generującym mowę, np. poprzez rejestrację szeregu zdań, gdzie poszczególne dźwięki są wykorzystywane do syntezy mowy. Aby się komunikować, mogą wskazywać obrazy i litery palcami lub w przypadku mniej mobilnych pacjentów za pomocą wskaźnika laserowego przymocowanego do głowy. Inną często wykorzystywaną technologią jest np. śledzenie wzroku. Specjalna kamera wykorzystuje źródło światła podczerwonego lub bliskiego podczerwieni i śledzi ruch oczu, umożliwiając pacjentom używanie ich jak myszy komputerowej.

Żadna jednak z tych technologii nie może być używana do śledzenia postępu choroby pacjenta lub do sprawdzania, czy leczenie przynosi jakikolwiek efekt. Urządzenie opracowane przez MIT pozwala natomiast mierzyć skuteczność terapii.

– Istnieje wiele badań klinicznych, które sprawdzają, czy dana terapia jest skuteczna w odwracaniu stwardnienia zanikowego bocznego – twierdzi Farita Tasnim, absolwentka MIT i jedna z autorek badania. – Zamiast polegać tylko na tym, że pacjenci zgłaszają, że czują się lepiej lub są silniejsi, to urządzenie może dostarczyć ilościowe badanie skuteczności leczenia.

Źródło: Newseria