19/07/2022
Door Ad Spijkers
De University of Houston heeft een exoskelet met hersen-computer-interface (BCI) ontwikkeld om de functie van de bovenste ledematen te herstellen.
De 66-jarige Oswald Reedus (foto) kreeg in 2014 een beroerte. Na zijn beroerte kon hij zijn linkerarm niet gebruiken om hem te helpen opstaan. Ook kreeg hij afasie, een spraakprobleem, dat nu nauwelijks meer merkbaar is. Als proefpatiënt helpt hij nu de medische wetenschap in de revalidatie na een beroerte. Dit jaar werd hij de eerste patiënt die een door hersengolven gestuurde robotarm gebruikt om het gebruik van een ledemaat te herstellen.
De meeste neurotechnologieën zijn beperkt tot het laboratorium of de kliniek en zijn duur en moeilijk te bedienen. De nu ontwikkelde hersen-gestuurde robotarm vereist geen operatie en is toegankelijk voor het begeleiden van revalidatie na een beroerte, zowel in de kliniek als thuis.
Nationale gezondheid
Beroertes vormen de belangrijkste oorzaak van neurologische invaliditeit in de Verenigde Staten. Armparese is een primaire oorzaak van lichamelijke invaliditeit, maar slechts 31% van de overlevenden van een beroerte krijgt ambulante revalidatie.
Het project in Houston komt tegemoet aan een dringende behoefte aan toegankelijke, veilige en effectieve revalidatieapparatuur voor beroertes voor gebruik in de kliniek en thuis voor duurzame therapie op lange termijn. De wereldwijde marktomvang zal momenteel naar verwachting 31 miljard dollar bedragen. Helaas slagen de huidige apparaten er niet in om de patiënten te verbeteren. Ze zijn moeilijk aan te passen aan hun behoeften en capaciteiten, zijn duur in gebruik en onderhoud, of zijn beperkt tot klinische instellingen.
Er zijn veel manieren waarop specialisten het herstel kunnen bevorderen. De onderzoekers in Houston werken voor de verdere ontwikkeling samen met technische scholen. Uit deze samenwerkinge kunnen veel technologieën en innovaties voortkomen om patiënten te helpen. De robotarm is van speciaal belang voor patiënten, omdat velen zeggen dat het herstellen van het gebruik van handen nog belangrijker is dan lopen. Als ze niet kunnen lopen, kunnen patiënten in een rolstoel zitten. Maar als ze hun handen niet kunnen gebruiken, zijn er veel dingen die ze niet kunnen doen.
Werking
Zodra een patiënt zich vastmaakt aan de robotarm, vertaalt de niet-invasieve hersenrobottechnologie de hersenactiviteit van de gebruiker in motorische commando's om aangedreven, assisterende robotica aan te drijven. De terugkoppeling van de prestatie wordt opgeslagen voor bewaking en diagnostiek via een gebruikersinterface. Deze dient ook om real-time terugkoppeling te geven van de taak en de bijbehorende voltooiingsprestaties.
Het apparaat is afhankelijk van hersenactiviteit om de robotbeweging te initiëren. De robotbeweging geeft een terugkoppeling van het lichaam naar je hersenen. De top-down informatie van de hersenen en bottom-up informatie van de arm leidt tot neuroplasticiteit.
Maar terwijl ze de voortgang van Reedus bekijken, denken de onderzoekers minder aan wetenschap en meer aan mensen. Ook voor de studenten betekent het vertalen van een bevinding uit het laboratorium naar de eindgebruiker vooral dat de patiënt profiteert van een betere kwaliteit van beweging en van leven.
Foto: University of Houston