В ходе исследования люди с параличом могли использовать технологию управления языком для доступа к компьютерам и выполнять команды для своих инвалидных колясок на скоростях, которые были значительно выше, чем те, которые записывались в инвалидных колясках с функцией глотка и затягивания, но с такой же точностью. Это исследование является первым, показывающим, что беспроводная и носимая система Tongue Drive System превосходит глоток-затяжку в управлении инвалидными колясками. Глоток-затяжка — самая популярная вспомогательная технология для управления инвалидной коляской.Система привода языка контролируется положением языка пользователя.
Магнитный язычок позволяет им использовать свой язык в качестве джойстика для управления инвалидной коляской. Датчики на язычке передают положение языка на гарнитуру, которая затем выполняет до шести команд в зависимости от положения языка.
Система Tongue Drive System перспективна для пациентов, которые потеряли способность пользоваться руками и ногами, состояние, известное как тетраплегия или квадриплегия.«Очень легко понять, на что способна система привода языка и для чего она полезна», — сказал Майсам Гованлоо, доцент Школы электротехники и компьютерной инженерии Технологического института Джорджии, соавтор исследования и главный следователь. «Теперь у нас есть веские доказательства того, что люди с ограниченными возможностями могут извлечь из этого пользу».Исследование было опубликовано 27 ноября в журнале Science Translational Medicine.
Исследование финансировалось Национальным институтом биомедицинской визуализации и биоинженерии и Национальным научным фондом. В исследовании также приняли участие ученые из Центра Шеперд в Атланте, Института реабилитации Чикаго и Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета в Чикаго. Чонхи Ким и Ханге Пак, которые работают над системой Tongue Drive System в качестве аспирантов Технологического института Джорджии, являются соавторами исследования.«Система Tongue Drive System — это новая технология, которая дает людям с ограниченными возможностями возможность достичь максимальной независимости дома и в обществе, позволяя им управлять инвалидным креслом с электроприводом и управлять окружающей средой более плавным и интуитивно понятным способом», — сказал один из руководителей Northwestern. исследователь Эллиот Рот, доктор медицины, заведующий кафедрой физической медицины и реабилитации в Файнберге и медицинский директор отделения восстановления пациентов в Реабилитационном институте Чикаго. «Возможность использовать это высокотехнологичное нововведение для улучшения качества жизни людей с ограниченными физическими возможностями очень интересна».
Исследовательская группа предложила испытуемым выполнить набор задач, обычно используемых в аналогичных клинических испытаниях. Испытуемые в испытаниях были либо здоровыми, либо людьми с тетраплегией.
«К концу испытаний все предпочли систему« Tongue Drive System »своей нынешней вспомогательной технологии», — сказала Джой Брюс, менеджер лаборатории травм спинного мозга Shepherd Center и соавтор исследования. «Это позволяет им взаимодействовать с окружающей средой таким образом, который в противном случае для них невозможен».Исследователи сравнили, как здоровые субъекты могли выполнять команды либо с помощью системы привода языка, либо с помощью клавиатуры и мыши. Например, цели случайным образом появлялись на экране компьютера, и испытуемым приходилось перемещать курсор, чтобы щелкнуть цель.
Ученые могут подсчитать, сколько информации передается из мозга человека в компьютер, когда они выполняют задачу «укажи и щелкни». Разрыв в производительности между клавиатурой и мышью и системой Tongue Drive System уменьшился.
Впервые исследовательская группа показала, что люди с тетраплегией могут лучше маневрировать в инвалидной коляске с помощью системы Tongue Drive System, чем с помощью системы «глоток и вдох». В среднем эффективность 11 пациентов с тетраплегией при использовании системы Tongue Drive System была в три раза выше, чем у них при использовании системы «глоток-затяжка», но с тем же уровнем точности, даже несмотря на то, что более половины пациентов имели годы лечения. ежедневный опыт работы с технологией sip-and-puff.«Это было очень захватывающее открытие», — сказал Гованлоо. «Это свидетельствует о том, насколько быстро и точно вы можете двигать языком».Идея прокалывания языка магнитом была вдохновлена Энн Лауманн, доктором медицины, профессором дерматологии в Файнберге и ведущим исследователем Северо-Западного исследования.
Она читала о ранней стадии Tongue Drive System с использованием приклеенного языкового магнита. Проблема заключалась в том, что магнит упал через несколько часов, и всасывание незакрепленного магнита представляло реальную опасность для этих пользователей.«Пирсинг языка используется в медицине — кто бы мог подумать? Он нужен, и он работает!» — сказал Лауманн.
Эксперименты повторялись в течение пяти недель для здоровой тестовой группы и более шести недель для группы с тетраплегией. Все пациенты с тетраплегией смогли пройти испытание, которое Гованлоо назвал «захватывающим» и «главным открытием».
В группе с тетраплегией использовалась система Tongue Drive System только один день в неделю, но их результаты были впечатляющими.«Мы увидели огромное, очень значительное улучшение их результатов от первого до второго сеанса», — сказал Гованлоо. «Это показатель того, как быстро люди это узнают».На сегодняшний день эксперименты с системой привода языка проводились в лаборатории или больнице. В будущих исследованиях ученые проверит, как система привода языка работает вне контролируемой клинической среды.
Исследовательская группа надеется проверить, как пациенты маневрируют с помощью системы привода языка в своих домах и других условиях.Система Tongue Drive System еще не совсем готова к коммерциализации, но стартап-компания Ghovanloo, Bionic Sciences, работает с Технологией Джорджии, чтобы продвинуть эту технологию вперед.
Гованлоо — директор-основатель лаборатории GT-Bionics, где его команда экспериментирует с другими устройствами, чтобы улучшить качество жизни людей с ограниченными возможностями.«Все мои проекты связаны с помощью людям с ограниченными возможностями с использованием новейших и лучших технологий», — сказал Гованлоо. «Это моя цель в моей профессиональной жизни».ДиСанто надеется, что однажды он сможет использовать инвалидное кресло с приводом от языка за пределами больницы, что поможет ему обрести некоторую независимость, которую он потерял после несчастного случая во время подводного плавания.«Система Tongue Drive System значительно повысит качество моей жизни, когда я смогу использовать ее везде, где бы я ни был», — сказал ДиСанто. «С системой« глоток и вдыхай »всегда есть соломинка перед моим лицом.
С Tongue Drive люди могут видеть вас, а не только ваше адаптивное оборудование».