Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Roboty pomagają poruszać się ludziom po udarach i ze stwardnieniem zanikowym bocznym

Rekomendowane odpowiedzi

Od wielu lat inżynierowie z Uniwersytetu Harvarda tworzą elastyczne robotyczne stroje dla osób z upośledzeniem ruchu w wyniku udarów czy chorób neurodegeneracyjnych. Stroje takie służą nie tylko pomocą przy wykonywaniu codziennych czynności, ale równie pomagają przy terapii, której celem jest odzyskanie mobilności. Jednak nie ma dwóch identycznych osób, a nasz sposób poruszania się jest wysoce zindywidualizowany. Szczególnie jest to widoczne u osób z zaburzeniami mobilności. To zaś powoduje, że bardzo trudno jest stworzyć urządzenie, które nadawałoby się dla różnych osób.

Rozwiązaniem tego problemu może być wykorzystanie systemów maszynowego uczenia się. Profesor Conor Walsh i jego zespół z John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) na Uniwersytecie Harvarda od sześciu lat współpracują z lekarzami z Massachusetts General Hospital oraz naukowcami z Harvard Medical School. Efektem współpracy ze specjalistą od udarów i rehabilitacji układu nerwowego doktorem Dawidem Linem oraz specjalistką od stwardnienia rozsianego doktor Sabriną Paganoni jest specjalna kamizelka zdolna do uczenia się ruchów indywidualnego pacjenta i pomagająca mu poruszać kończyną wymagającą rehabilitacji.

Problemem dla osób z upośledzeniami ruchomości jest na przykład wykonanie serii powtarzalnych ruchów, potrzebnych na przykład przy myciu zębów czy jedzeniu. Mają problemy z uniesieniem ramienia na odpowiednią wysokość, utrzymaniem go, ramię bardzo szybko się męczy, gdy trzeba takie ruchy powtarzać. Wstępne wersje samouczącej się kamizelki zwracały uwagę tylko na ruchy pacjenta. Okazało się, że gdy kamizelka pomogła unieść ramię, chorzy mieli problem z jego opuszczeniem. Niektórzy nie mieli siły, by przezwyciężyć opór robota. Dlatego też w nowej wersji dodano model fizyczny, który przewiduje minimalną siłę, potrzebną do pomocy w poruszeniu kończyny. Dzięki temu pacjenci nie tylko odczuwają pomoc jako bardziej naturalną, ale nie mają większych problemów z samodzielnym opuszczaniem ramienia.

Nowe urządzenie przetestowano na 9 osobach, 5 po udarach i 4 ze stwardnieniem zanikowym bocznym. Dla osób ze stwardnieniem rozsianym najważniejszymi aspektami są komfort, łatwość użycia i dostosowywanie się urządzenia do ich specyficznych potrzeb i wzorców ruchu. Personalizacja jest tutaj kluczowym elementem pozwalającym pacjentom na osiągnięcie niezależności i poprawienie jakości ich życia. Nasze urządzenie ma potencjał znaczącej poprawy funkcjonowania górnych kończyn, zwiększenia aktywności pacjentów oraz redukcji wykonywanych przez nich ruchów kompensujących, stwierdza Paganoni.

Testy wykazały, że już obecna wersja kamizelki jest w stanie z 94-procentową dokładnością odróżniać ruchy ramienia, pozwala chorym uzyskać większy zakres ruchu ramienia, łokcia i nadgarstka, dzięki czemu nie muszą oni całym ciałem kompensować niedoborów. To zaś powoduje, że ich sposób poruszania się jest bardziej dokładny i efektywny.

Więcej informacji: Personalized ML-based wearable robot control improves impaired arm function.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Tłuszcz zalegający w jamie brzusznej może uszkadzać tętnice, a proces ten może zachodzić u ludzi, którzy wydają się zdrowi, ostrzegają naukowcy z McMaster University. Wyniki ich badań, opublikowane właśnie na łamach Communications Medicine, to przypomnienie, że BMI czy obwód w pasie nie są wystarczającymi wskaźnikami, na podstawie których można wnioskować o wpływie tkanki tłuszczowej na zdrowie. Badania rzucają też nowe światło na związek tłuszczu z chorobami serca.
      Wiemy, że tłuszcz trzewny wewnętrznych oraz tłuszcz przechowywany w wątrobie zwiększają ryzyko cukrzycy typu 2, nadciśnienia i chorób serca. Autorzy najnowszych badań przebadali za pomocą rezonansu magnetycznego ponad 33 000 dorosłych mieszkańców Kanady i Wielkiej Brytanii. Rezonans wykonano pod kątem obecności tłuszczu na organach wewnętrznych i w wątrobie. Przeprowadzona analiza wykazała, że tłuszcz obrastający organy wewnętrzne i zawarty w wątrobie jest silnie powiązany z pogrubieniem ścian tętnic szyjnych wspólnych, które zaopatrują w krew głowę i szyję. Ich zwężenie to silny wskaźnik ryzyka udaru i zawału. Nasze badania pokazały, że nawet jeśli weźmiemy pod uwagę tradycyjne sercowo-naczyniowe czynniki ryzyka jak poziom cholesterolu i ciśnienie krwi, to tłuszcz trzewny i w wątrobie wciąż ma wpływ na uszkodzenie tętnic, mówi współautor badań, profesor Russell de Souza.
      Badacze zauważyli, że tłuszcz na organach wewnętrznych jest powiązany z odkładaniem się blaszki miażdżycowej w tętnicach szyjnych i pogrubieniem ich ścian. Tłuszcz z wątroby miał tutaj mniejsze znaczenie, ale również zwieszał ryzyko.
      Te rodzaje tłuszczu są metabolicznie aktywne i niebezpieczne. Powiązane są ze stanem zapalnym oraz uszkodzeniem tętnic nawet u osób, po których nie widać nadwagi. Dlatego musimy przemyśleć koncepcję nadmiernej wagi i ryzyk dla układu krążenia, stwierdza profesor Sonia Anand.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z jednych z najlepszych uczelni i instytutów badawczych z USA, Niemiec, Wielkiej Brytanii i Szwecji są pierwszymi, którzy prześledzili w czasie rzeczywistym ruch pojedynczego elektronu podczas całej reakcji chemicznej. Podczas niezwykłego eksperymentu wykorzystali ekstremalnie jasne źródło promieniowania X, Linac Coherent Light Source znajdujące się w SLAC National Accelerator Laboratory. Osiągnięcie to pozwoli lepiej zrozumieć reakcje chemiczne na najbardziej podstawowym poziomie i lepiej kontrolować wyniki takiej reakcji. Taką wiedzę można zaś wykorzystać podczas opracowywania materiałów i technologii przyszłych generacji.
      Kluczową rolę w reakcjach chemicznych odgrywają elektrony walencyjne, znajdujące się na najbardziej zewnętrznej powłoce atomu. Ich obrazowanie jest jednak niezwykle trudne. Nie tylko – jak wszystkie elektrony – są niezwykle małe, ale tworzą wiązania chemiczne w czasie femtosekund, biliardowych części sekundy.
      Uczeni od lat próbowali zobrazować elektron podczas tworzenia wiązań chemicznych. Dotychczas się nie udawało, gdyż niezwykle trudno jest wyizolować pojedynczy elektron z atomu, a jeszcze trudniej jest śledzić go w czasie femtosekund. Dopiero teraz wyczynu tego dokonał zespół, na którego czele stali Ian Gabalski, doktorant z Uniwersytetu Stanforda, profesor Philip Bucksbaum ze Stanford PULSE Institute oraz profesor Nanna List ze szwedzkiego Królewskiego Instytutu Technologii.
      Chcąc śledzić elektrony naukowcy stworzyli pojemnik z gęstym amoniakiem w stanie gazowym i wzbudzili gaz za pomocą ultrafioletowego lasera. W tym momencie włączono LCLS i promieniowanie rentgenowskie trafiło w elektrony i na nich się rozproszyło.
      W większości molekuł liczba elektronów powłok wewnętrznych znacznie przewyższa liczbę elektronów walencyjnych. Jednak w niewielkich lekkich molekułach, jak amoniak – przypomnijmy, że składa się on z atomu azotu i trzech atomów wodoru – to elektrony walencyjne mają znaczną przewagę liczbową. A to oznacza, że sygnał pochodzący z promieniowania rentgenowskiego rozproszonego na elektronach walencyjnych jest wystarczająco silny, by obserwować właśnie ten rodzaj elektronów.
      Naukowcy już wcześniej wiedzieli, że wzbudzone za pomocą światła molekuły amoniaku przechodzą ze struktury, w której atomy tworzą piramidę, do takiej, w której leżą na jednej płaszczyźnie. W końcu jeden z atomów wodoru wyłamuje się z tej struktury i dochodzi do przegrupowania. Badacze byli teraz w stanie śledzić ruch elektronu związany z tą zmianą struktury.
      Zwykle musimy zakładać, jak elektrony walencyjne poruszają się w czasie reakcji, jednak tutaj mogliśmy bezpośrednio zmierzyć ten ruch, mówi Nanna List, która wykonała obliczenia wyjaśniające zarejestrowane dane.
      Ian Gabalski tak wyjaśnia znacznie dokonanej obserwacji: Gdy próbujesz zsyntetyzować molekułę nowego leku lub materiału, dochodzi do reakcji chemicznych, które przebiegają zarówno w sposób pożądany, jak i niepożądany. Te niepożądane reakcje skutkują pojawieniem się produktów ubocznych. Jednak gdy rozumiesz, jak to wszystko działa, możesz opracować metodę sterowania reakcją tak, by osiągać tylko oczekiwane rezultaty. To może być potężne narzędzie w całej dziedzinie chemii.
      Eksperyment opisano szczegółowo na łamach Physical Review Letters.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Virginia Tech wykazali, że lodowy dysk może sam się napędzać na odpowiednio przygotowanej powierzchni, podobnie do kropli wody, na którą działa zjawisko Leidenfrosta. Każdy z nas obserwował, że kropla wody upuszczona na gorącą powierzchnię, odparowuje przez długi czas, poruszając się po powierzchni. Amerykańscy uczeni odkryli, że kawałek lodu może samodzielnie napędzać się na powierzchni o wzorze przypominającym układ rybich ości.
      Badaczy z Virginia Tech zainspirowała rozwiązana ledwie przed 11 laty zagadka wędrujących głazów z Racetrack Playa z kalifornijskiej Doliny Śmierci. Tam kry, przesuwające się pod wpływem wiatru, przesuwają kamienie. Jonathan Boreyko postanowił stworzyć takie warunki, by lód samodzielnie się przesuwał. Wraz z zespołem przez trzy lata prowadził eksperymenty. Gdy zaś udało się doprowadzić do samodzielnego ruchu lodowego dysku, przez kolejne dwa lata naukowcy tworzyli model wyjaśniający obserwowane zjawisko.
      Kluczem do sukcesu była aluminiowa powierzchnia ponacinana we wzór rybich ości. Wystarczy, że powierzchnia zostanie rozgrzana powyżej temperatury topnienia – nie jest więc potrzebna, jak w zjawisku Leidenfrosta, bardzo wysoka temperatura – by lód zaczął się poruszać. Jest on napędzany przez kierunkowy przepływ wody w nacięciach na powierzchni. Początkowo kawałek lodu rusza bardzo wolno, by gwałtownie przyspieszyć.
      Niezwykle interesujące okazało się spryskanie powierzchni aluminium cieczą hydrofobową. Naukowcy spodziewali się, że spowoduje to przyspieszenie lodu. Tymczasem dysk w ogóle się nie przesunął. To pozwoliło badaczom wyjaśnić obserwowane zjawisko. Doszli do wniosku, że na powierzchni pokrytej płynem hydrofobowym woda z roztapiającego się lodu zostaje ściśnięta i lodowy dysk utyka na krawędziach wyżłobień. Woda ciągle płynie kanalikami, ale lód nie jest już w stanie się na niej unosić.
      Bez powłoki hydrofobowej woda po jednej stronie lodowego dysku tworzy kałużę, jej obecność powoduje nierównowagę napięcia powierzchniowego po obu stronach lodu, co powoduje, że zaczyna się on poruszać.
      Boreyko uważa, że odkryte przezeń zjawisko być może posłuży do celów praktycznych. Wyobraźmy sobie, że wzór na powierzchni tworzy okręgi, a nie proste linie. Wówczas roztapiający się obiekt kręciłby się w kółko. A teram wyobraźmy sobie, że na powierzchni lodu umieszczamy magnesy. One też by się obracały, co można by wykorzystać do produkcji energii, stwierdza uczony.
      Badania zostały opublikowane na łamach ACS Applied Materials & Interfaces.


      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Dermatolog Harald Kittler z Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu stanął na czele austriacko-australijskiego zespołu, który porównał trafność diagnozy i zaleceń dotyczących postępowania z przebarwieniami na skórze stawianych przez lekarzy oraz przez dwa algorytmy sztucznej inteligencji pracujące na smartfonach. Okazało się, że algorytmy równie skutecznie co lekarze diagnozują przebarwienia. Natomiast lekarze podejmują znacznie lepsze decyzje dotyczące leczenia.
      Testy przeprowadzono na prawdziwych przypadkach pacjentów, którzy zgłosili się na Wydział Dermatologii Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu oraz do Centrum Diagnozy Czerniaka w Sydney w Australii.
      Testowane były dwa scenariusze. W scenariuszu A porównywano 172 podejrzane przebarwienia na skórze (z których 84 były nowotworami), jakie wystąpiły u 124 pacjentów. W drugim (scenariuszu B) porównano 5696 przebarwień – niekoniecznie podejrzanych – u 66 pacjentów. Wśród nich było 18 przebarwień spowodowanych rozwojem nowotworu. Testowano skuteczność dwóch algorytmów. Jeden z nich był nowym zaawansowanym programem, drugi zaś to starszy algorytm ISIC (International Skin Imaging Collaboration), używany od pewnego czasu do badań retrospektywnych.
      W scenariuszu A nowy algorytm stawiał diagnozę równie dobrze jak eksperci i był wyraźnie lepszy od mniej doświadczonych lekarzy. Z kolei algorytm ISIC był znacząco gorszy od ekspertów, ale lepszy od niedoświadczonych lekarzy.
      Jeśli zaś chodzi o zalecenia odnośnie leczenia, nowoczesny algorytm sprawował się gorzej niż eksperci, ale lepiej niż niedoświadczeni lekarze. Aplikacja ma tendencję do usuwania łagodnych zmian skórnych z zaleceń leczenia, mówi Kittler.
      Algorytmy sztucznej inteligencji są więc już na tyle rozwinięte, że mogą służyć pomocą w diagnozowaniu nowotworów skóry, a szczególnie cenne będą tam, gdzie brak jest dostępu do doświadczonych lekarzy. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach The Lancet.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Badania przeprowadzone przez Cleveland Clinic wskazują, że stosowanie jednego z najpopularniejszych słodzików – erytrytolu (E968) – powiązane jest z ze zwiększonym ryzykiem ataku serca i udaru. Szczegóły badań zostały opisane na łamach Nature Medicine.
      Amerykańscy uczeni przyjrzeli się danym około 4000 osób z USA oraz Europy i odkryli, że ludzie z wyższym poziomem erytrytolu we krwi byli narażeni na wyższe ryzyko ataku serca, udaru czy śmierci. Naukowcy postanowili więc sprawdzić, ja erytrytol wpływa na krew oraz wyizolowane płytki krwi. Okazało się, że w obecności erytrytolu płytki krwi łatwiej tworzyły zakrzepy. Badania na zwierzętach pokazały, że spożywanie tego środka wiąże się z bardziej intensywnym formowaniem się zakrzepów.
      Słodziki, takie jak erytrytol, gwałtownie zyskują popularność w ostatnich latach. Choroby układu krążenia rozwijają się przez długi czas, a choroby serca to główna przyczyna zgonów na całym świecie. Musimy się upewnić, że spożywana przez nas żywność nie przyczynia się do ich rozwoju, mówi jeden z autorów badań, doktor Stanley Hazen.
      Sztuczne słodziki zastępują cukier, a zawierające erytrytol produkty są często zalecale ludziom otyłym, cierpiącym na cukrzycę czy zespół metaboliczny jako sposób na kontrolowanie spożycia cukru i kalorii. Osoby te już przez same wspomniane choroby bardziej narażone na udar czy atak serca.
      Erytrytol wytwarzany jest poprzez fermentację kukurydzy. Jest on słabo metabolizowany. Przechodzi do krwi i jest głównie wydalany z moczem. Nasz organizm w sposób naturalny wytwarza niewielkie ilości erytrytolu, więc dodatkowe jego spożywanie oznacza akumulację w organizmie.
      Naukowcy rozpoczęli też niewielkie pilotażowe badania na ludziach, które pokazały, że po spożyciu napojów słodzonych taką ilością erytrytolu, jaka występuje w wielu przetworzonych pokarmach, poziom tego środka w ich krwi był podwyższony przez ponad 2 dni i był znacznie powyżej poziomu, jaki zwiększa formowanie się zakrzepów. Dlatego też autorzy eksperymentu uważają, że powinny zostać przeprowadzone długoterminowe badania wpływu i bezpieczeństwa sztucznych słodzików na ryzyko wystąpienia ataków serca i udarów, w szczególności u osób, które już i tak na podwyższone ryzyko są narażone.
      Autorzy zauważają, że ich badania wskazują na korelację, a nie związek przyczynowo skutkowy oraz zwracają uwagę na potrzebę przeprowadzenia podobnych eksperymentów na większej próbie i przez dłuższy czas.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...