可讓漸凍症與帕金森患者過上正常生活的黑科技
漸凍症、帕金森和老年痴呆症,一直都是困擾神經科醫生的三大難題。而恰巧,這三種疾病又都歸屬於一個類別,可統稱為神經系統退行性疾病。這類疾病不僅無法治癒,而且還會隨著時間的推移愈發嚴重。
現代醫學雖然不能治癒這些“神經病”,但隨著科學技術的進步,人們已經找到一些有效的方法能控制這類疾病。接下來,筆者將為讀者介紹13種黑科技,看看它們是如何幫助漸凍人、帕金森病患者、老年痴呆症患者以及癲癇病患者過上正常生活的。
漸凍症
漸凍症,即肌萎縮側索硬化ALS,是一種因運動神經元損傷導致四肢、軀幹等部位肌肉逐漸無力和萎縮的疾病。該病會不斷攻擊人的大腦和脊髓中的神經細胞,最終會導致漸凍症患者死亡。
ALS是一種破壞性疾病,會逐漸奪走患者的生活能力。患病初期,隨著運動神經元的死亡,患者開始失去對肌肉運動的控制。在後期,自主的肌肉活動會受到嚴重影響,患者可能會完全癱瘓。目前,雖然沒有技術可以治療運動神經元,讓“漸凍人”像正常人一樣生活,但是還是有一些輔助技術,可以幫助他們找回部分生活能力。
prose智慧頭箍:讓漸凍人開口說話
美國致力於感官溝通的創業公司Smartstones推出的一款感官通訊工具,包括一個名叫EEG的頭箍和與之配套的手機應用程式:prose。這套裝置能讓佩戴者聾啞人/失語者恢復40%左右的溝通能力,只需動腦子想一想即可傳送簡訊或應用內推送訊息。
EEG頭箍內建的腦波模組負責實時監控佩戴者的情緒和反應,然後通過藍芽將資料傳輸到配套的:prose手機APP中。APP會根據使用者當前的腦波反應給出相對合理的一個短語。而且佩戴者還可以通過簡單的手勢控制,來確定短語的正確性。另外,在使用的過程中,這套工具會不斷地除錯和更正,長此以往便會建立起一個使用者自己的“交流庫”,讓溝通更順暢。
Eyegaze Edge眼睛跟蹤系統:用眼神與世界溝通
位於美國弗吉尼亞州的LC Technologies公司,研發了一套用眼神操作的通訊和控制系統Eyegaze Edge,讓患者用一個眼神便能與世界溝通和互動。通過檢視顯示在螢幕上的控制鍵或單元,患者可以利用眼神鍵入訊息或選擇預程式設計的短語來產生語音。每次視覺啟用“按鍵”的反應時間一般是0.5秒,但使用者可根據自己的需求調整。
其工作原理是:安裝在Eyegaze Edge螢幕下方的攝像頭,會實時觀察患者的眼睛,捕捉其眼神的動向患者身上或頭上不用佩戴任何裝置。系統中複雜的影象處理軟體會以每秒60次的速度分析攝像頭捕捉到的畫面,以分析患者的凝視點落在了螢幕中的哪個位置,然後鍵入資訊。
另外,除了字母鍵盤,使用者還可以定製任何圖片或文字鍵盤,並提供Kindle、Facebook、上網和看電視等功能。也就是說,只需一個眼神,哪怕是漸凍人也能輕鬆看小說、看電視或瀏覽社交網站。
眼控輪椅:依靠眼睛控制輪椅移動
雖然Eyegaze Edge已經非常強大了,但它還是一個軟體系統,只能用於操控電腦或智慧裝置,不能幫助漸凍人完成任何動作。為此,英國的漸凍症患者Joyce搭檔電影製作人David Hopkinson,設計了一款3D列印的眼控輪椅Eyedrivomatic。這款輪椅有效地結合了Eyegaze Edge的眼神跟蹤技術,讓四肢不便的人依靠眼睛控制輪椅移動。Joyce設計的這款眼控輪椅獲得了2015 年Hackaday創新發明大賽的年度大獎。
EKSO腦控機械外骨骼:漸凍人也能站起來行走
前面提到的輪椅能讓漸凍人移動,卻不能讓他們真正站起來行走。來自韓國和德國的研究員設計了一套腦控機械外骨骼裝置EKSO,能讓下肢癱瘓的人重獲行動能力。
這套裝置包含一套圍繞臀部和腿部的機械外骨骼,以及一個滿是電子元件的頭套。通過頭套,系統會透過頭皮識別出使用者的腦電波訊號,然後將其解碼為具體的動作,以實現對機械外骨骼的操控。也就是說,通過這種大腦和機器人的組合即腦機介面系統,ALS患者可以像正常人一樣,大腦發出動作指令,利用機械外骨骼重新站起來了。
不過,這套裝置目前只能幫助下半身癱瘓的患者,對於那些病情已經發展到全身癱瘓的漸凍人而言,可能就很難依靠它行動了。不過,我們有理由相信,隨著科學技術的發展,這套裝置遲早會實現全身操控的功能。
帕金森病
帕金森病Parkinson’s disease,PD是一種常見的神經系統變性疾病,多發於60歲左右的老年人。帕金森病的典型症狀就是震顫、肌肉僵硬、走不穩等,目前沒有藥物可以有效組織病情繼續進展。解決帕金森患者的日常生活,主要的就是防抖。
DBS腦起搏器:一鍵遠端消除震顫
腦起搏器,又稱深部電刺激術DBS, 是在腦內特定的神經核團植入電極,釋放高頻電刺激,以抑制引起帕金森病症狀的異常腦神經訊號,治療或減輕帕金森病震顫、僵直和運動遲緩等症狀。
腦起搏器使帕金森病人恢復原有活動能力和自理能力,改善率可達80%以上,並且在安全性和有效性上得到了國內外的公認。而且,通過網際網路或無線遠端控制技術,手術過後患者不用再親自到醫院,醫生通過程控儀調節便能刺激引數。只要遠端按一下“遙控器”,就能一鍵消除患者的肢體震顫,讓其恢復獨立生活的能力。
不過,值得一提的是,植入腦起搏器的時機很重要。一般在患者出現運動障礙之後植入最佳,若出現跌倒或認知障礙,就會喪失治療時機。
Liftware防抖飯勺:讓帕金森患者安穩吃飯
帕金森病人因為手會不自覺的抖動,所以吃飯變成了一大難題。Google旗下的Verily公司推出的防抖飯勺Liftware Level,能有效防抖,讓帕金森病人也能“安穩”吃飯。
Level內建先進的運動感測器、機載電腦和馬達,通過檢測使用者的手部抖動弧度和方向,驅動馬達及時調整湯匙的角度,讓湯匙始終穩定在水平狀態。因此,抖動有多厲害,Level都能第一時間維持平衡,確保食物不會灑落。據悉,Level的電子穩定技術可將手抖引起的食物濺灑減少70%。
智慧鞋子:帕金森病人正常走路不是夢
Delaware 大學研究者開發的帕金森鞋是一種含有可震動鞋墊的鞋,其震動頻率由一種微型計算機控制。通過控制震動,可中和患者身體的不自主抖動,幫助帕金森病患者降低行走困難,減少起步僵硬感,讓其在行走的過程中能保持身體平衡,提升行走的速度,改善異常步態。
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