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Les chercheurs développent les gants détecteur-équipés pour mesurer exactement la courbature

Chacun remarque les muscles raides en tant que de besoin, si après un exercice rigoureux, par le temps froid, ou après chute en sommeil en position exceptionnelle. Les gens avec l'infirmité motrice cérébrale, la rappe et la sclérose en plaques, cependant, vivent avec les muscles raides chaque jour, rendant des travaux quotidiens tels que tendre une main extrêmement difficiles et douloureux pour eux. Et puisqu'il n'y a pas une voie indéréglable de calibrer objectivement la courbature, ces patients reçoivent souvent les doses de médicament qui sont si basses ou trop élevées.

Maintenant, une équipe de recherche interdisciplinaire à l'Université de Californie San Diego et l'hôpital pour enfants de Rady a développé les détecteurs portables neufs et la technologie de robotique qui pourrait être employée pour mesurer exactement la courbature pendant les examens matériels. « Notre objectif est de produire un système qui pourrait augmenter des actes médicaux existants en fournissant un cohérent, grade objectif, » a dit Harinath Garudadri, un scientifique de recherches à l'institut de Qualcomm de l'université et au principal enquêteur du projet.

« Beaucoup d'examens cliniques et de procédures sont très subjectifs et se fondent sur les mesures qui sont faites avec les mains d'un médecin, » ont dit Andrew Skalsky, directeur de la division du médicament de rééducation à l'hôpital pour enfants de Rady. « Nous souvent effectuons des décisions importantes et des diagnostics médicaux basés sur le contact et nous sentons. Avec cette technologie, nous pouvons commencer à développer des mesures objectives pour des procédés subjectifs. »

Le niveau de la courbature, connu sous le nom de spasticité, est type évalué utilisant une échelle d'évaluation six point appelée l'écaille modifiée d'Ashworth. Cette écaille est la norme actuelle d'hôpital, mais elle est subjective et fournit souvent les grades qui varient d'un docteur à l'autre. Ces grades aident à dicter la dose de patients de médicament sont prescrits pour manager leur spasticité. Les grades intermittents et FAUX peuvent mener à l'overdose dangereuse ou à la demande de règlement inutile en raison des doses qui sont si basses.

Le contrôle par retour de l'information patient peut également biaiser ces grades, Skalsky a dit. « Parfois, les patients pensent qu'ils n'obtiennent pas assez de médicament et finissent l'mise sur une dose plus élevée qu'ils devraient réellement être en ligne. C'est des milliers de la valeur des dollars de médicament qui pourrait potentiellement être enrégistrée. »

Gant de « Sensored »

Garudadri et Skalsky associés aux techniciens électriques et aux neurologistes chez Uc San Diego pour développer un gant équipé des détecteurs qui est un outil plus fiable et permettra à des médecins de proposer des grades objectifs, précis et cohérents de numéro en évaluant la spasticité dans les patients suivant la demande de règlement.

Le dispositif est établi sur un gant de sports de militaire de carrière qu'un docteur peut s'user tout en retenant et déménageant le membre d'un patient dans les deux sens. Enregistrés sur bande sur la paume sont plus de 300 détecteurs de pression qui mesurent la force exigée pour déménager le membre d'un patient. Un capteur de mouvement enregistré sur bande sur l'arrière mesure comment rapidement le membre est déménagé. Le gant est branché à un ordinateur par l'intermédiaire de l'USB.

Des caractéristiques de tous les détecteurs sont transmises à l'ordinateur, où elles sont intégrées, traitées et tracées en temps réel utilisant des algorithmes avancés de traitement du signal développés par l'organisme de recherche de Garudadri. L'ordinateur fournit un relevé numérique qui prévoit le pouvoir réel exigé pour déménager le membre d'un patient ; de plus le pouvoir avait besoin, plus la spasticité du patient est sévère.

« Nous équipons le docteur au lieu des patients, » a dit Padmaja Jonnalagedda, un étudiant de troisième cycle de génie électrique qui a travaillé à raffiner les algorithmes. « Il est plus pratique que les patients ne doivent pas utiliser tous ces détecteurs partout dans leurs fuselages. Il est également plus pratique pour équiper juste le docteur quand vous pensez au grand patient pour soigner le rapport, particulièrement dans des pays en voie de développement ou des zones rurales autour du monde, » il a dit.

Les chercheurs ont établi un autre dispositif robotisé qu'ils appellent le « faux patient » pour servir de contrôle pour valider leurs résultats. Le faux patient se compose d'une arme artificielle qui peut être déménagée en haut et en bas, simulant le mouvement de fléchissement de l'arme d'un patient réel. L'arme artificielle est branchée à un disque tournant qui peut être manuellement réglé sur différents niveaux de résistance, comme des trains de vélo. L'arme est encastrée avec son propre ensemble de détecteurs qui mesurent le pouvoir requis pour surmonter la résistance et pour l'obtenir déménageant. Les chercheurs peuvent régler la résistance, connaissent la quantité d'énergie priée pour déménager l'arme et puis pour vérifier si le gant produit un résultat assorti.

« Le faux patient fournit une vérité au sol pour vérifier que ce que le gant mesure est en effet un numéro réel, » a dit Fei Deng, un étudiant de troisième cycle de génie électrique qui était responsable d'établir le faux patient.

Contact objectif

Dans une première étude, deux médecins qualifiés dans l'évaluation de spasticité ont été chargés de vérifier le gant sur cinq patients différents présentant l'infirmité motrice cérébrale. Chaque médecin s'est usé le gant tout en effectuant des tâches variées de mouvement, y compris fléchir et étendre les armes et les pattes des patients. Les médecins ont été invités à fournir leurs propres grades de spasticité selon l'écaille modifiée d'Ashworth, sans connaître les relevés du gant. Ils également n'ont pas su quels grades de spasticité l'autre donnait.

L'équipe de recherche comparée les résultats. Ils ont constaté que seulement 27 pour cent des grades de la spasticité des médecins ont convenu les uns avec les autres. Par comparaison, 64 pour cent des mesures effectuées par le gant étaient conformes aux numéros produits par le faux patient. « Ce numéro doit être plus élevé si nous voulons déployer notre système pour l'usage dans l'hôpital, mais il montre une meilleure régularité que des évaluations existantes de spasticité, » Garudadri a dit.

« La nature multidisciplinaire de notre équipe est ce qui rend ce projet si passionnant et couronné de succès. Les experts en matière de traitement du signal, de robotique, d'électronique imprimable, de neurologies et de médicament sont venus ensemble pour transformer un procédé subjectif en quelque chose qui est objective et pourrait améliorer des soins aux patients et des résultats, » ont dit Leanne Chukoskie, scientifique de recherches à l'institut pour le calcul neural chez Uc San Diego.

Les chercheurs disent que la technologie pourrait potentiellement être appliquée d'autres procédures où les médecins doivent compter sur le contact et se sentir pour évaluer l'état d'un patient : santé de colonne vertébrale de surveillance, évaluant la gravité de la luxation de hanche dans les mineurs, le traitement de rééducation, la physiothérapie, et plus.

Prochaines opérations

L'équipe recherche des experts médicaux qualifiés dans l'évaluation de spasticité pour vérifier leur système et pour fournir le contrôle par retour de l'information.

Les chercheurs continuent également à améliorer le système. NG de Tina, un des professeurs de génie électrique sur le projet, développe les détecteurs qui sont plus robustes et peuvent être directement estampés sur le gant, plutôt qu'enregistré sur bande sur la surface comme ils sont maintenant. « Ceci le facilitera pour produire différentes tailles des gants, » Ng a dit.

Michael Yip, un professeur de génie électrique et un membre de faisceau de l'institut contextuel de robotique chez Uc San Diego, intègre le haptics, ou le retour de force, dans le faux patient neuf. « Maintenant, pouvoir repousser activement sur les armes du docteur et rejouer des profils réels de la spasticité des patients sur le simulateur permettront à des médecins d'améliorer leur capacité d'évaluer et soigner des patients, et fournissent des caractéristiques pour améliorer la métrique objective du gant, » Yip a indiqué.