חוקרים מהאוניברסיטה הרפואית של וינה, בשיתוף עם ETH ציריך, האוניברסיטה הטכנית של מינכן והפקולטה לרפואה בלגרד, פיתחו מערכת נוירו-רובוטית לבישה המשלבת גירוי עצבי חשמלי עם שלדים חיצוניים בידיים. בניסוי קליני שכלל 14 מטופלים עם ליקויים ביד שנגרמו על ידי פגיעה נוירולוגית, הטכנולוגיה תמכה בניידות אצבעות, תפיסה מישוש ובקרת אחיזה. התוצאות מדגימות את הפוטנציאל של מערכות סיוע מותאמות אישית לאנשים החיים עם ההשלכות של פגיעה בחוט השדרה או המוח. המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת Science Advances.
תנועות ידיים וחוש המישוש חיוניים לפעילויות יומיומיות כמו אחיזה, אכילה, לבוש או היגיינה אישית. עם זאת, לאחר פגיעה במערכת העצבים המרכזית, לעיתים קרובות נמשכות ליקויים מוטוריים ותחושתיים של היד. שיקום קונבנציונלי יכול להשיג שיפורים, אך לא תמיד מביא לשיקום מספק של תפקוד היד. לכן יש צורך גדול בטכנולוגיות מסייעות המתאימות לשימוש יומיומי.
צוות מחקר בראשות מנהלת המחקר סטניסה רספופוביץ' מהמרכז לפיזיקה רפואית והנדסה ביו-רפואית ב-MedUni Vienna פיתח את מערכת "SensoExo" לסיוע לאנשים עם ליקויים סנסומוטוריים ביד. הוא משלב שלד חיצוני יד לביש עם שרוול נוירוסטימולציה בהתאמה אישית. השרוול מגרה עצבים ושרירים ספציפיים באמה דרך העור. חיישנים על האצבעות מזהים כוחות מגע ואחיזה ומתרגמים מידע זה לגירוי חשמלי, ומספקים למשתמשים משוב מישוש. בנוסף, גירוי חשמלי פונקציונלי יכול לסייע למשתמשים לפתוח ולסגור את האצבעות בקלות רבה יותר.
המטרה שלנו הייתה לא רק לספק תמיכה מכנית לתנועה, אלא גם לשחזר את חוש המגע שלהם. משחק הגומלין בין כוח, תנועה וחוש המישוש הוא מכריע, במיוחד בעת אחיזה. ללא משוב על מידת החזקה של חפץ, תפקוד היד נותר מוגבל באופן משמעותי בחיי היומיום."
סטניסה רספופוביץ', המרכז לפיזיקה רפואית והנדסה ביו-רפואית, MedUni Vienna
תמיכה אישית בהתאם לליקוי
המערכת נבדקה על 14 חולים עם ליקויים נוירולוגיים ביד. כל משתתפי המחקר הפגינו ליקויים תחושתיים ולכן קיבלו משוב מישוש באמצעות גירוי עצבי חשמלי דרך העור. בשבעה אנשים עם ליקויים מוטוריים חמורים במיוחד, נעשה שימוש בגירוי שרירים חשמלי תפקודי לתמיכה בפתיחת היד ובכוח האחיזה.
המחקר השווה שלושה מצבים: ללא תמיכה, תמיכה משלד חיצוני בלבד ושימוש משולב בשלד חיצוני ונוירוסטימולציה. שמונה מתוך 14 המשתתפים גם השלימו משימות אחיזה ושחרור פונקציונליים עם חפצים מגושמים ושבירים. חקירה זו העלתה שהשילוב של שלד חיצוני ונוירוסטימולציה סיפק יתרונות נוספים בהשוואה לשלד חיצוני בלבד. בחולים עם ליקוי מוטורי חמור, SensoExo שיפרה את ניידות האצבעות במידה רבה יותר מאשר השלד החיצוני בלבד. המשוב המישוש המתווך באופן מלאכותי הגדיל גם את אזורי היד שבהם ניתן היה לתפוס תחושות מגע.
"התוצאות מראות שיש לשקול סיוע מוטורי ומשוב חושי ביחד", מסבירה הסופרת הראשית אנדריאה צימולטו מהמרכז לפיזיקה רפואית והנדסה ביו-רפואית ב-MedUni Vienna. "ניתן להתאים את המערכת בהתאם לפרופיל הליקוי של הפרט. אנשים עם ליקויים מוטוריים חמורים יותר נהנו במיוחד מתמיכה מוטורית נוספת, בעוד אלו עם אובדן חושי בולט השתמשו במשוב החושי כדי לתפוס חפצים שבירים בצורה מדויקת יותר".
אחיזה משופרת של חפצים יומיומיים
במבחנים הפונקציונליים, משתתפים המשתמשים ב-SensoExo השיגו את אחוזי ההצלחה הגבוהים ביותר באחיזה ונשיאת חפצים. עם חפצים מגושמים, גירוי השרירים תמך בכוח האחיזה. עם חפצים שבירים, משוב חושי עזר להימנע מהפעלת לחץ רב מדי.
"הטכנולוגיה היא כיום אב טיפוס ולא מכשיר רפואי מפותח לשימוש יומיומי", מדגיש רספופוביץ'. "עם זאת, המחקר מספק ראיות קליניות מוקדמות לכך שגירוי עצבי לא פולשני בשילוב רובוטיקה לבישה יכול להוות בסיס ריאלי למערכות סיוע מותאמות אישית עתידיות".
בנוסף ל-MedUni Vienna, צוותי מחקר של לורנצו מאסיה מהאוניברסיטה הטכנית של מינכן ואוליבייה למברסי מ-ETH ציריך פיתחו שלדים חיצוניים, בעוד שהצוות של Ljubica Kostadinovic מהפקולטה לרפואה בלגרד תמך בהערכות הקליניות. חקירות עתידיות הכוללות קבוצות חולים גדולות יותר, המקובצות באופן ספציפי יותר לפי סוג וחומרת הסימפטומים שלהם, יסייעו לקבוע את חוסנן של השפעות אלו ולהעריך את המידה שבה ניתן לשלב מערכות כאלה בשיקום ובחיי היומיום לאורך טווח.
