Согласно результатам недавно завершенных клинических испытаний, пациенты с травмами позвоночника смогут использовать технологию, позволяющую управлять курсором компьютерной мыши, инвалидной коляской с электроприводом при помощи простых движений языка.
Клиническое испытание подтвердило, что система языкового привода интуитивно понятна и достаточно проста в использовании для лиц с травмами спинного мозга.
Участники испытаний смогли легко запомнить и правильно давать языковые команды, чтобы играть в компьютерные игры и кататься на инвалидной коляске с электроприводом по полосе препятствий без предварительной подготовки.
В ходе клинических испытаний была проверена способность лиц с тетраплегией (параличом рук и ног), вызванной травмами спинного мозга выполнять задачи, связанные с доступом в компьютер и передвижением в инвалидных колясках, используя только язык.
В начале каждого испытания ученые прикрепляли к языку участника небольшой магнит размером с рисовое зерно. Движение этого магнита улавливалось с помощью датчиков измерения магнитных полей, установленных на беспроводных наушниках.
Сигналы с датчика передавались по беспроводной связи на портативный компьютер, который находился в инвалидной коляске.
Эта информация затем использовалась для управления движением курсора на экране компьютера или в управления джойстиком на инвалидной коляске с электроприводом.
Ученые выбрали язык для управления системой, потому что в отличие от рук и ног, которые контролируются мозгом через спинной мозг, язык напрямую связан с головным мозгом черепным нервом, который обычно остается невредимым при тяжелых травмах спинного мозга.
Уникальный набор специфических движений языка был разработан для каждого человека в зависимости от его способностей и анатомии полости рта.
Для первого компьютерного теста пользователю выдавались команды на перемещение компьютерной мыши влево и вправо.
Используя эти команды, каждый субъект играл в компьютерную игру, которая требовала горизонтального перемещения курсора в нижней части экрана так, чтобы мяч не упал.
После добавления в оборот еще двух команд - вверх и вниз, людям было предложено перемещать курсор мыши по лабиринту экрана как можно быстрее и точнее.
Затем исследователи добавили еще две команды - одиночный и двойной щелчок мыши, чтобы обеспечить человека полным набором функций мыши.
Когда случайно выбранный символ, представляющий одну из шести команд, появлялся на экране компьютера, испытуемому нужно было выполнить эту команду в течение определенного периода времени. Каждый субъект прошел по 40 испытаний.
После компьютерных занятий участники перешли к упражнениям по управлению инвалидной коляской. Используя команды языка, испытуемые проезжали на инвалидной коляске с электроприводом через полосу препятствий.
Полоса препятствий была длиннее, чем профессиональная баскетбольная площадка и состояла из 10 поворотов. Испытуемым нужно было выполнять такие задачи, такие как поворот, разворот и сложное маневрирование в ограниченном пространстве.
Им нужно было пройти полосу препятствий как можно быстрее, избегая при этом столкновений.
Каждый человек управлял инвалидной коляской, используя два режима управления.
Это дискретный режим, разработанный для начинающих пользователей, и непрерывный режим для более опытных пользователей.
В дискретном режиме, если пользователь отдал команду двигаться вперед, а затем захотел повернуть направо, он должен сначала остановить инвалидное кресло, а только потом дать команду для поворота направо.
В непрерывном режиме человек может плавно поворачивать инвалидную коляску влево или вправо, не прекращая движения, что позволяет двигаться по кривой.
Для этого исследования использовалось только шесть языковых команд. Но система языкового привода потенциально может больше различных движений языка, каждое из которых может представлять собой отдельную команду пользователя.
Возможность использовать систему с таким количеством команд обладает значительным преимуществом по сравнению с обычно применяемым устройством, которое работает как переключатель, управляемый всасыванием или продувкой специальной трубочки.
Кроме того, использующие языковой привод люди просто носят наушники, которые обычно носят для прослушивания музыки. Это делает систему более удобной для потенциальных пользователей.
Это устройство имеет преимущества перед сенсорной клавиатурой.
При использовании сенсорной клавиатуры, если система выйдет из строя, пользователь потеряет все функции управления инвалидной коляской, телефоном и компьютером.
Новое устройство является намного более ремонтопригодным.
По словам ученых будущая модернизация системы будет заключаться в перемещении датчиков внутрь рта пользователя. Это облегчит возможность пользования системой для пользователей, которые очень сильно ослаблены.
Языковой привод потенциально может дать возможность людям с тетраплегией управлять широким спектром устройств, которые они смогут использовать в повседневной жизни.
***