ЭЭГ
Важный плюс технологии на основе ЭЭГ: она не требует никаких хирургических
вмешательств с целью вживления имплантатов. Фото College of Science and Engineering
University of Minnesota.

Всё больше исследований в последнее время учёные посвящают возможностям интерфейсов «мозг-компьютер». Роботизированные манипуляторы и искусственные конечности, которые подчиняются командам мозга, уже облегчили жизнь многим людям, страдающим от различных заболеваний или проходящим восстановление после травм.

Новую разработку в этой сфере представила команда учёных из Университета Миннесоты. Исследователи создали собственную технологию обработки сигналов мозга, основанную на методе электроэнцефалографии (ЭЭГ) и машинном обучении.

Суть работы системы довольно проста: пациент надевает на голову специально разработанный высокотехнологичный шлем с 64 электродами и управляет роботизированной рукой благодаря преобразованию слабых токов головного мозга в машинное действие.

В ходе первых испытаний (которые проводились на здоровых людях) восьмерых добровольцев попросили примерить шлем и представить движения своих рук, но не задействовать их. Задача участников состояла в том, чтобы научиться управлять курсором на экране компьютера при надетой шапочке ЭЭГ. После того как добровольцы привыкли к такому управлению, к компьютеру подключили роботизированную руку.

Все участники эксперимента овладели манипулятором и выполнили поставленную задачу (их попросили дотянуться, захватить и переместить кубики на столе): в более чем 80% случаев они успешно фиксировали предмет и с 70%-ным успехом перемещали его в нужное место.

Как отмечают авторы работы, когда человек совершает какое-либо движение или даже только собирается это сделать, нейроны в двигательной зоне головного мозга генерируют слабые электрические импульсы. Когда же человек думает о следующем движении, в действие приходит новый блок нейронов. Именно они и дают «пищу» для работы системы.

Вероятно, самое сложное в процессе приспособления к устройству – правильно «сформулировать про себя» командный сигнал. Как только у пациента получится это сделать, он сможет одной лишь силой мысли приводить в движение роботизированную конечность и перемещать с её помощью предметы.

Авторы работы намерены усовершенствовать технологию: по словам руководителя группы инженеров Биня Хэ (Bin He), главная цель – создать полноценный управляемый мозгом протез, который крепился бы к телу человека. Такая технология помогла бы обрести относительную свободу движений людям с параличом, пациентам после травм позвоночника или инсульта.

Помимо перспективности Бинь отмечает ещё один важный плюс технологии на основе ЭЭГ: она не требует никаких хирургических вмешательств с целью вживления имплантатов, которые зачастую пугают пациентов. Кроме того, любая операция несёт определённые риски. Решение на основе ЭЭГ также имеет свои недостатки (пациент не может надеть шлем самостоятельно и к тому же кожу головы приходится смазывать специальным гелем), но оно, по крайней мере, никак не навредит здоровью.

Подробнее о разработке рассказывает научная статья, опубликованная в журнале Scientific Reports.

Напомним, что ранее мы рассказывали о способе управления беспилотником силой мысли, который в будущем поможет людям с ограниченными возможностями самостоятельно управлять транспортными средствами. Кроме того, учёные представили механическую руку и экзоскелет, которыми парализованные люди также научились управлять только силой мысли.

Ссылка на источник





Орган-на-чипе
Фото: Johan Lind, Disease Biophysics Group/Lori K. Sanders, Lewis Lab/Harvard University

Ученые из Гарвардского университета впервые напечатали на 3D-принтере сердце-на-чипе со встроенными в него датчиками, которые измеряют силу сердечных сокращений.

Органы-на-чипе — это миниатюрные модели человеческих органов в виде тонких чипов, которые помогают ученым проводить сложные медицинские исследования, не прибегая к опытам на людях. Сердце-на-чипе, разработанное в Гарвардском университете, отличается тем, что, во-первых, оно было полностью напечатано на 3D-принтере, а во-вторых, оно может сразу же собирать данные о мышечных сокращениях, сообщает Eurekalert.

Искусственное мини-сердце было напечатано при помощи технологии мультипечати, при которой 3D-принтер печатает объект сразу из нескольких материалов одновременно. Тот факт, что органы-на-чипе теперь можно печатать, позволяет исследователям быстро вносить изменения в модель или задавать специальные параметры для изучения определенных болезней, а в будущем — даже печатать отдельные человеческие клетки.

До недавнего времени 3D-печать из нескольких материалов одновременно была недоступна: производителям приходилось по отдельности печатать элементы, которые состояли из разных материалов. Однако технология 3D-печати постоянно совершенствовалась, и теперь уже на рынке существуют не только принтеры для печати из нескольких материалов, но также специальный софт для дизайна такого рода объектов.

Ссылка на источник

микроустройствоКоманда ученых Университета Вандербильта сообщила о создании микрофлюидного устройства для исследования воспалений мозга, приводящих к развитию нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

«Как только нам удалось создать искусственный барьер, мы подвергли его серии тестов и он прошел их с триумфом. Это дало нам возможность утверждать, что мы разработали полностью функциональную модель человеческого ГЭБ», — говорит Жаклин Браун, первый автор статьи, опубликованной в журнале Biomicrofluidics.

Устройство представляет собой искусственный гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), который состоит из полости 5 мм в длину, 2,5 мм в ширину и 0,075 мм в высоту. Он разделен тонкой пористой мембраной на две камеры, соединенные микроканалами и микропомпами. В организме человека ГЭБ выполняет функции барьера между кровеносной системой и центральной нервной системой, защищая клетки мозга.

Ученые уже используют искусственный ГЭБ для сбора информации о воспалении мозга в различных его стадиях. Поскольку за устройством можно наблюдать постоянно, у ученых появляются первые данные о динамике поведения мозга и барьера в ответ на общее воспаление. В дальнейшем эту технологию можно использовать для лечения широкого спектра проблем, от депрессии до шизофрении.

Этот проект является частью $70-миллионной программы Национального института здравоохранения США «Tissue Chip for Drug Testing Program» по разработке технологии создания человеческих органов на чипе, которая позволит быстрее, безопаснее и эффективнее вводить в организм лекарственные средства, пишет EurekAlert.

Миниатюрные устройства, органы на чипе, помогают ученым проводить сложные медицинские исследования, не прибегая к опытам на людях. Одно из таких впервые напечатали на 3D-принтере ученые из Гарварда.

Ссылка на источник

Робот-анестезиологКомпания Johnson & Johnson приняла решение прекратить выпуск робота-анестезиолога Sedasys из-за плохих продаж. Об этом сообщает специализированные издания Outpatient Surgery.

Ранее Johnson & Johnson сообщила, что в ближайшие два года сократит производство своих медицинских устройств и уволит от 4% до 6% сотрудников, занятых в этой сфере. В компании отметили, что уровень продаж некоторых приборов, в том числе Sedasys, были низкими и приносили не более $200 млн в квартал.

Еще в 2013 году Sedasys получил одобрение от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), но поступил на рынок только к весне 2015 года. Устройство могло вводить анестезию пациентам перед эндоскопическими процедурами и мелкими рутинными операциями, а также отслеживать базовые показатели пациента после наркоза.

Стоит отметить, что в США в среднем анестезиолог получает около $2000 за проведение одной процедуры. Sedasys же мог выполнить ее за $200.

Материал о роботе был опубликован в The Washington Post, и в редакцию поступило множество писем от возмущенных анестезиологов и медсестер. Они утверждали, что машина никогда не сможет быть столь же аккуратной и внимательной, что и человек.

Еще до того, как устройство появилось на рынке, Американское общество анестезиологов провело кампанию против Sedasys и добилось того, чтобы робот вводил наркоза пациентам только для рутинных процедур, например, при колоноскопии.

Ссылка на источник

Роботизированная рука

Идею вернуть парализованным пациентам возможность совершать хотя бы простые действия при помощи роботизированных гаджетов, давно пытаются реализовать различные группы ученых во всем мире. И недавно немецким исследователям из университетской больницы Тьюбингена удалось создать сравнительно недорогое устройство, которое позволит пациентам с травмами, приведшими к частичному параличу конечностей, самостоятельно пить и даже пользоваться столовыми приборами. Ко всему прочему, обучение работе при помощи гаджета занимает около 10 минут.

Роботизированную руку успешно испытали на 6 пациентах с квадриплегией. При помощи особой «шапочки», считывающей сигналы головного мозга и участков, отвечающих за двигательные функции, а также камеры, следящей за движением глаз и направлением взгляда, пациенты сумели управлять роборукой, похожей по форме на перчатку. В ходе серии тестов пациенты смогли без особых затруднений есть с помощью вилки, пить, брать чипсы и даже поставить свою подпись на документе.

Отличает немецкую разработку от других подобных изобретений то, что для контакта электродов с кожей пациента не нужно использовать специальные электропроводные гели и смазки. Но есть у роботизированной руки и существенный недостаток (который присутствует, впрочем, у всех таких изобретений). Для того чтобы надеть перчатку и шапочку, пациенту нужна помощь постороннего человека. В любом случае создание такого устройства (которое, по заверениям создателей, будет еще и самым дешевым на рынке) уже хорошая новость. А учитывая то, что первый этап исследования прошел успешно, разработчики нацелены на продолжение испытаний и улучшение функциональности девайса.

Ссылка на источник

2016-12-02-1300x798-1

В Кембридже создали небольшого робота-хирурга, который сможет помочь с проведением операций на глазу пациента и, например, избавить его от катаракты. Сам робот очень небольшой, а диаметр его тонких щупалец, которые приводятся в действие двумя манипуляторами, составляет всего 1,8 миллиметра — этого вполне достаточно, чтобы выполнять некоторые виды операций.

Бот Axsis разработан специально для того, чтобы обеспечить хирургическую точность, ведь по сравнению с его щупами пальцы человека значительно толще. Впрочем, пальцы хирурга тоже пригодятся, когда он будет нажимать на кнопки контроллера и руководить процессом через дисплей. Робот управляется сложным программным обеспечением, которое разрабатывалось с расчётом на то, чтобы предугадывать действия человека, оберегая его от ошибок при выполнении каких-либо сложных задач.

Щупы робота получились очень гибкими благодаря ультратонким «сухожилиям», изготовленным из специальной полиэтиленовой нити, которая разработана в NASA и по своим свойствам и прочности не уступает стали. Ещё один плюс — миниатюрный размер как самого устройства, так и блока управления. Компактный роботизированный помощник не такой громоздкий и дорогой, поэтому его смогут купить и небольшие больницы, у которых нет ни средств, ни места для размещения гигантских роботов, занимающих пару десятков квадратных метров.

Разработка перспективная и интересная, поэтому сейчас её начнут тестировать и доводить до ума. А через несколько лет, возможно, роботы Axsis или же их потомки появятся в обычных больницах.

Ссылка на источник

December 2016

M T W T F S S
    1 2 34
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 2425
262728293031 

Syndicate

RSS Atom

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated 25 July 2017 20:37
Powered by Dreamwidth Studios