Studierende des fünften Studienjahres des Biomedizintechnik-Programms der Fakultät für Exakte, Physikalische und Naturwissenschaften (FCEFyN) der UNC stellten an diesem Dienstag ihre integrativen Projekte des Lehrstuhls für Rehabilitationstechnik vor, in denen sie auf innovative Lösungen zur Verbesserung der Lebensqualität von Menschen hinwiesen Behinderungen mithilfe technischer Hilfsmittel und fortschrittlicher Rehabilitationssysteme.
Unter den 25 an diesem Tag vorgestellten Arbeiten konzentrierten sich zwei auf Parkinson-Patienten und boten ein spezifisches Werkzeug zur Optimierung der Diagnose und Behandlung der Krankheit. Beide Studentengruppen arbeiteten mit der Hilfe und Unterstützung des Parkinson- und Abnormal Movements-Bereichs des San Roque Hospital in Córdoba.
Die übrigen Projekte konzentrierten sich auf drei Hauptaspekte: Verbesserung der täglichen Bewegungen und Aktivitäten von Menschen mit Behinderungen, Verbesserung der Leistung von Sportlern mit Behinderungen und Unterstützung der kognitiven Entwicklung von Kindern mit Behinderungen.
Darunter sind Geräte zur Unterstützung beim Stehen und Gehen, ein Klangarmband für Blinde, die Karate praktizieren, und multisensorische Spiele für Kinder mit geistiger Behinderung.
„Nasalys“-Projekt
Eines der ersten Symptome, die ein Parkinson-Patient zeigt, ist der Verlust des Geruchssinns. Dieser tritt normalerweise bis zu zehn Jahre vor Zittern, Steifheit, langsameren Bewegungen und anderen motorischen Störungen auf. Aus diesem Grund ist die Entdeckung dieses Symptoms für eine frühzeitige Diagnose und für die Durchführung einer frühzeitigen Rehabilitation, die es ermöglicht, die Krankheit hinauszuzögern, von entscheidender Bedeutung.
Derzeit werden herkömmliche Geruchstests zur Erkennung dieses Symptoms manuell mit Essenzen in Glasflaschen durchgeführt. Patienten sind unterschiedlichen Düften ausgesetzt und müssen diese richtig identifizieren.
„Das erste, was wir lösen mussten, war die Kontamination, weil die Flaschen geöffnet und die Essenzen in die Hand genommen wurden oder der Patient seine Nase zu nahe an jede einzelne hielt. „Wir mussten nach etwas suchen, das jedes Aroma enthielt und es ermöglichte, es gleichmäßig hervorzubringen, ohne das Gesicht näher heranbringen zu müssen“, erzählen die Macher von Nasalys Die Stimme.
Nach dem Testen mehrerer Prototypen entwickelten sie die „Essenz-tragenden Stifte“, luftdicht, langlebig, für das medizinische Personal einfach zu handhaben und leicht nachzufüllen. Insgesamt sind es 14. Eines davon ist ein Placebo, das dem Test Zuverlässigkeit verleiht.
Das Projekt verfügt außerdem über eine ergonomische und höhenverstellbare Stütze, auf der der Patient seinen Kopf abstützt und auf der der Arzt jeden Stift in einem Abstand von 2 Zentimetern von den Nasenlöchern platziert. Es enthält außerdem eine Reihe von Karten mit Aromaoptionen zur Auswahl, ein Tastenfeld zum Antworten und eine damit verbundene PC-Anwendung zum Aufzeichnen der ausgewählten Optionen.
„Bleistifte sind ursprünglich für die Aquarellmalerei gedacht. Wir haben die Stütze aus einer augenärztlichen Stütze erstellt, die uns das Krankenhaus gespendet hat, und die wir mit Polstern angepasst haben, mit einer Basis, damit sie transportiert werden kann, und mit einigen Polstern, damit sie fest bleibt. Wir haben das Programm mit der Python-Sprache und das Tastenfeld mit einem Arduino-Board erstellt. „Alles hat uns rund 70.000 US-Dollar gekostet“, führen sie aus.
Das Programm, das die Antworten des Patienten aufzeichnet, verfügt über zwei Bildschirme, einen Hauptbildschirm, der zum Laden allgemeiner Daten auffordert, und einen anderen, auf dem der Test durchgeführt wird. Dadurch können Sie sehen, wann der Patient eine Option auswählt, um zum nächsten Stift überzugehen.
Am Ende wird die Anzahl der richtigen und falschen Antworten angezeigt und ein Ergebnisbildschirm mit zwei Excel-Dateien erstellt, eine mit dem Verlauf jeder Antwort und die andere mit den persönlichen Daten des Patienten.
„Wir haben mit dem Krankenhaus einen Freiwilligentest durchgeführt, der sehr gut funktionierte, da Menschen mit Parkinson einen Geruchsverlust hatten, während gesunde Menschen die meisten Gerüche richtig identifizieren konnten“, sagen sie.
Levodopa-Testgerät
Das zweite Projekt konzentriert sich auf Menschen mit bereits diagnostizierter Parkinson-Krankheit. Es handelt sich um ein Unterstützungsgerät für die Entscheidungsfindung des Arztes während eines Levodopa-Tests, einem Test, mit dem festgestellt wird, ob der Patient operiert werden kann.
Der herkömmliche Test besteht darin, die Muskelaktivität des Patienten vor und nach der Verabreichung des Medikaments (Levodopa) zu analysieren. Dabei werden verschiedene Übungen wie Stehen, Sitzen oder Bewegen der Hände durchgeführt und anhand einer vorgegebenen internationalen Zahlenskala aufgezeichnet.
„Heutzutage ist die Beobachtung absolut subjektiv und die Bewertung liegt im Ermessen des Betreibers. „Das erregte unsere Aufmerksamkeit und veranlasste uns, ein Gerät zu entwickeln, das es dem Arzt ermöglicht, beim Ausfüllen des Formulars eine bessere Entscheidung zu treffen, sodass er die Reaktion des Patienten anhand präziserer und statistischer Informationen über seine Muskelkontraktionen klassifizieren kann“, so die Macher Informationen zu „Levodopa assist“ finden Sie in diesem Medium.
Der Prototyp erfasst Bewegungen über drei am Arm der Person angebrachte Elektroden. Nach einer vier Sekunden dauernden Kalibrierung zur Anpassung der Parameter muss die Person ihre Hand um einen Ball öffnen und schließen. Die erhaltenen Daten durchlaufen das Gerät und werden in Echtzeit an ein PC-Programm gesendet, dessen Design die Visualisierung und Speicherung klinisch relevanter Informationen in 10 Sekunden ermöglicht.
„Um die Muskelaktivität zu messen, verwenden wir die Elektromyographie. Für die nächste Verarbeitungsstufe verstärken wir das Signal, damit es vom SP32-Mikroprozessor, den wir im Prototyp verwendet haben und den wir direkt an den Computer anschließen, korrekt interpretiert werden kann. Die Daten werden dann in Excel gespeichert, um sie vor und nach der Medikamenteneinnahme zu vergleichen“, erklären sie.
In Tests mit Patienten erzielten die Studierenden Ergebnisse, die die Präzision der Messungen bestätigten. „Wir haben unser Ziel erreicht, nämlich von einem subjektiven Test zu quantifizierbaren und genaueren Daten über die Verbesserung zu gelangen, die der Patient durch die Einnahme des Medikaments erfährt“, schließen sie.
