211service.com
EEG Cap hjälper förlamade patienter
För en person med avancerad Lou Gehrigs sjukdom kan kommunikation vara en enorm utmaning. Patienter med denna progressiva neuromuskulära störning, även känd som amyotrofisk lateral skleros (ALS), kan tänka bra, men de tappar gradvis sin förmåga att röra sig, tala och andas. Nu hjälper en icke-invasiv enhet som upptäcker hjärnvågor dessa patienter att interagera med världen.
Enheten består av ett lock som är kopplat med elektroder för att registrera de elektriska signalerna som kommer från hjärnan. Locket är kopplat till en förstärkare som i sin tur är kopplad till en dator som behandlar de elektriska signalerna. Inställningen låter en patient klicka på val som presenteras på en datorskärm bara genom att tänka på dem.
Skärmen visar en matris av ikoner som representerar till exempel den omgivande miljön, personlig komfort eller ordbehandling. Matrisens rader är markerade i slumpmässig ordning; när raden som innehåller det önskade objektet är markerad, avger användarens hjärna ett karakteristiskt hjärnvågsmönster som datorn kan känna igen.
Användaren kan bläddra igenom olika menyer på detta sätt och välja, säg, miljö, sedan rumstemperatur och sedan varmare. Patienter använder en liknande matris av bokstäver och siffror för att skriva e-postmeddelanden. Forskare säger att enheten kan vara användbar för patienter med omfattande förlust av muskelkontroll, som de med ALS, ryggmärgsskador, stroke eller cerebral pares.
Det EEG-baserade systemet, som använder elektroencefalogram för att registrera hjärnaktivitet, har haft betydande framgång i laboratorietester. Men nu säger Jonathan Wolpaw och kollegor vid Wadsworth Center, en del av New York State Department of Health, att de har för avsikt att föra tekniken till patienter i deras hem. De har utvecklat en förenklad version av enheten och startar ett småskaligt försök i hemmet med gravt handikappade patienter, till exempel de med avancerad ALS.
Något sådant här kan göra en enorm skillnad i livskvalitet för någon med ALS och deras familjer, säger Jennifer Brand, chef för patienttjänster på ALS Association, en Kalifornien-baserad patientgrupp.
Patienter med svåra neuromuskulära sjukdomar eller ryggmärgsskador kan ibland kommunicera med hjälp av system som upptäcker små muskelrörelser, såsom ögonbrynsryckningar eller ögonrörelser. Men gradvis förlorar vissa människor förmågan att kontrollera även den minsta muskeln. Just nu är alternativen för inlåsta patienter extremt begränsade, säger Joseph J. Pancrazio, en programdirektör vid National Institute of Neurological Disorder and Stroke som övervakar neuroprotetikforskning. Det finns ögat-blinkande typer av gränssnitt, men jag tror att vi kommer att ta reda på att BCI [brain-computer interface] tillvägagångssätt är enklare och snabbare att använda.
Roberta Miller, en hemsjukvårdsläkare i New York som arbetar med immobiliserade patienter, har låtit flera av sina patienter prova enheten som en del av laboratorietester. De är glada och hoppfulla om tekniken och hoppas att den är redo för dem när de behöver den.
En ALS-patient, en biomedicinsk forskare i Delaware, har redan börjat testa systemet i sitt hem. I ett e-postmeddelande som han skrev med hjälp av enheten sa han, [Hjärn-datorgränssnittet] förbättrade min livskvalitet omedelbart. Jag kunde inte använda min optiska inmatningsenhet längre. Han har använt systemet i fyra till sex timmar om dagen för att skicka e-post och göra andra uppgifter och kommer så småningom att använda det för att skriva vetenskapliga manuskript.
Wolpaws team väljer nu ut fler patienter för att testa den nya, förenklade versionen av enheten, som Wadsworth Center skapade i samarbete med Cambridge Consultants, ett produktutvecklingsföretag baserat i Boston och Storbritannien. Till en början hade programvaran 10 000 olika parametrar. Men om en vårdgivare ställs inför en mjukvara med 10 000 parametrar kan de bli frustrerade och gå därifrån, säger Mark Manasas, som leder Cambridge Consultants del av projektet. Vi vill att personer med minimal datorförståelse ska kunna få igång detta med ett par musklick.
Teamet designade också om EEG-locket för att göra det lättare att använda. De flesta EEG-kåpor som används i forskning måste anpassas specifikt till ett ämne av en tekniker för att ge tillförlitliga inspelningar. Men den nya kepsen kan anpassas till en individ en gång, sedan bäras varje dag, och fortfarande ge tillförlitliga avläsningar.
Forskarna kommer att använda resultat från den aktuella studien för att ta reda på exakt vad patienterna vill ha och hur de använder systemet. De hoppas i slutändan kunna utveckla en liten, bärbar version av tekniken som kostar mindre än $3 000 och som skulle täckas av sjukförsäkring.
Wolpaws enhet är en av ett antal tekniker under utveckling för att hjälpa personer med neurodegenerativ sjukdom eller ryggmärgsskador att använda datorer eller till och med robotarmar. Men många av dessa enheter är invasiva och kräver en implanterad elektrod för att registrera eller överföra elektriska signaler. Medan implanterade enheter i slutändan kommer att ge ett bredare utbud av möjligheter, utgör de en större risk för patienter och kommer att vara svårare att utveckla för bred användning. Fältet har verkligen exploderat de senaste fem åren, men nu måste fokus ligga på att visa att det kan göra nytta, säger Wolpaw. Det har varit många labbframgångar, men när det gäller att förse människor med saker de kan använda och dra nytta av har det inte hänt ännu.