Innowacyjne protezy przywracają czucie w nogach pacjentów po amputacji
Osoby po amputacji kończyn dolnych często polegają na protezach, dzięki którym odzyskują mobilność i niezależność. Urządzeniom tym często brakuje jednak możliwości komunikacji z resztą organizmu i przekazywania informacji zwrotnych dotyczących kontaktu z podłożem i ruchu. Tego rodzaju braki zwiększają ryzyko upadków i sprawiają, że mózg nie jest świadomy protezy kończyny, co często prowadzi do zaprzestania jej użytkowania. Pacjenci chorujący na cukrzycę z powikłaniem w postaci neuropatii obwodowej stawiają z kolei czoła problemom dotyczącym sygnałów czuciowych, co skutkuje bólem, utratą równowagi i ograniczoną mobilnością.
Nowatorska neuroproteza
Zespół finansowanego ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych projektu FeelAgain zajął się tymi wyzwaniami, opracowując zaawansowane systemy neuroprotetyczne, które przywracają naturalne sensoryczne sprzężenie zwrotne. Elektryczna stymulacja nerwów obwodowych pozwala na aktywowanie nerwów czuciowych w pobliżu miejsca amputacji, przywracając czucie związane z utraconą kończyną. „Nasze rozwiązania pomagają pacjentom po amputacjach i chorym na cukrzycę przezwyciężyć bariery sensoryczne, zmniejszyć ból i poprawić jakość życia z niepełnosprawnością”, wyjaśnia Stanisa Raspopovic, koordynatorka projektu. Nowatorska neuroproteza opiera się na wykorzystaniu czujników wbudowanych w sztuczną kończynę, które pozwalają na określanie siły nacisku i wykrywanie ruchu. Sygnały z czujników są następnie przesyłane do mózgu za pośrednictwem wszczepionych elektrod, które łączą się z istniejącą częścią piszczelową nerwu kulszowego pacjenta. Odtwarzając naturalne sygnały nerwowe, urządzenie przekazuje do mózgu informacje o interakcjach protezy kończyny z otoczeniem. Dzięki tym sygnałom użytkownicy są w stanie odczuwać fantomową kończynę. Nie tylko poprawia to ich zdolność do korzystania z protezy, ale także sprzyja poczuciu połączenia między urządzeniem i ciałem. Testy urządzeń neuroprotetycznych przeprowadzone w ramach badania klinicznego zaowocowało wyjątkowymi rezultatami. Zdaniem uczestników po raz pierwszy doświadczyli naturalnych odczuć związanych z protezą kończyny, dzięki czemu byli w stanie chodzić pewniej, nawet w trudniejszych warunkach, w tym na piasku. Co istotniejsze, w przeciwieństwie do wielu konwencjonalnych neuroprotez, odczucia te nie były nieprzyjemne ani nieznośne. Pacjenci twierdzili, że sygnały wysyłane przez protezę dokładnie odzwierciedlały naturalne odczucia, poprawiając zarówno fizyczną, jak i poznawczą integrację protezy z resztą organizmu.
Inteligentne skarpety pomagają w walce z neuropatią cukrzycową
Oprócz pomocy pacjentom po amputacji kończyn, zespół projektu FeelAgain opracował podobne rozwiązanie, aby poprawić jakość życia osób cierpiących na neuropatię cukrzycową. Zaburzenie to powoduje uszkodzenie nerwów w stopach i wiąże się z utratą czucia, bólem i problemami z poruszaniem się. Z myślą o tych pacjentach zespół zaprojektował skarpetę neurostymulacyjną wyposażoną w elektrody, które stymulują nerwy w kostce. Stymulacją steruje algorytm oparty na sztucznej inteligencji, który dostosowuje sygnały w celu odtworzenia naturalnego sensorycznego sprzężenia zwrotnego. Podobnie jak neuroproteza dla pacjentów po amputacji, rozwiązanie to pomaga odtworzyć utracone odczucia, umożliwiając poprawę równowagi, usprawnienie chodu i znaczne zmniejszenie bólu neuropatycznego.
Dostosowywanie neuroprotez do potrzeb pacjentów
Personalizacja była kluczowym czynnikiem wpływającym na sukces rozwiązań. Dzięki dostosowanej do indywidualnych potrzeb kalibracji stymulacji oraz konstrukcji protezy, każde urządzenie może zapewnić optymalne osiągi oraz wygodę użytkownikom. „Zdajemy sobie sprawę, że potrzeby i fizjologia każdego pacjenta są inne - to właśnie dlatego nasze urządzenia zostały zaprojektowane w taki sposób, by ich dostosowanie do indywidualnych potrzeb było naturalne”, podkreśla Raspopovic. W przyszłości zespół projektu FeelAgain zamierza skupić się na pracach badawczo-rozwojowych. Celem jest dalsze udoskonalenie technologii i rozszerzenie możliwości jej zastosowania w ramach nowatorskich rozwiązań bioelektronicznych.
Słowa kluczowe
FeelAgain, pacjent po amputacji, neuroproteza, neuropatia cukrzycowa, skarpeta
