Naukowcy z Uniwersytetu Zhengzhou opracowali innowacyjny, bezobciążeniowy system rehabilitacji dłoni oparty na rzeczywistości wirtualnej (VR), który może zrewolucjonizować terapię pacjentów po udarach i chorobach zwyrodnieniowych. W odróżnieniu od tradycyjnych, ciężkich rękawic mechanicznych, nowy system eliminuje konieczność zakładania urządzeń na dłoń, oferując pacjentom lekkie, elastyczne i domowe rozwiązanie rehabilitacyjne.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak działa bezobciążeniowy system VR do rehabilitacji dłoni oparty na technologii EMG i hydrożelu jonowego.
- Dlaczego nowy system eliminuje konieczność noszenia rękawic mechanicznych w terapii.
- Jakie korzyści zdrowotne i funkcjonalne zapewnia trening VR w warunkach domowych.
- W jakich dziedzinach medycyny system może znaleźć zastosowanie w przyszłości.
Rehabilitacja dłoni bez ciężkich rękawic
Tradycyjne systemy rehabilitacji dłoni często opierają się na masywnych rękawicach robotycznych, które – choć skuteczne – bywają niewygodne, ograniczają ruchy i są dostępne wyłącznie w wyspecjalizowanych ośrodkach. System opracowany pod kierunkiem prof. Yanchao Mao to przełom: umożliwia ćwiczenia rehabilitacyjne bez konieczności zakładania jakiegokolwiek sprzętu na dłonie.
Naszym celem jest wyeliminowanie konieczności stosowania niewygodnych, mechanicznych rękawic rehabilitacyjnych. Dzięki integracji głębokiego uczenia się i technologii hydrożelu jonowego możemy zapewnić pacjentom bardziej komfortowy, dostępny i wydajny proces rehabilitacji – podkreśla prof. Mao.
Technologia oparta na hydrożelu i sygnałach EMG
Kluczem do działania systemu są nowoczesne elektrody z hydrożelu jonowego, które nakłada się na przedramię pacjenta. Elektrody te są:
- przewodzące,
- samonaprawiające się,
- klejące na mokro – co umożliwia stabilne i bezpieczne mocowanie do skóry.
Dzięki rejestrowaniu sygnałów elektromiograficznych (EMG), system analizuje aktywność mięśni przedramienia i rozpoznaje konkretne gesty dłoni. Dane przetwarzane są przez sieci neuronowe splotowe (CNN), które osiągnęły dokładność aż 97,9% w rozpoznawaniu 14 gestów Jebsena – standardu w rehabilitacji dłoni.
Immersyjne doświadczenie VR w domowym zaciszu
Rozpoznane gesty są przenoszone do interaktywnego środowiska VR, w którym pacjent wykonuje ćwiczenia rehabilitacyjne w czasie rzeczywistym. Taka immersyjna forma treningu:
- zwiększa zaangażowanie pacjenta,
- poprawia precyzję ruchów,
- pozwala na terapię w domu – bez potrzeby wizyty w ośrodku.
Pacjenci mogą teraz wykonywać immersyjne ćwiczenia rehabilitacyjne VR w swoich domach, bez ograniczeń specjalistycznego sprzętu lub obiektów – zaznacza prof. Mao.
Nowe możliwości w terapii neurologicznej i ortopedycznej
Zespół planuje dalsze udoskonalanie systemu, w tym:
- zwiększenie liczby rozpoznawanych gestów,
- rozszerzenie zastosowań na inne rejony ciała,
- personalizację terapii pod kątem różnych jednostek chorobowych.
System VR może znaleźć zastosowanie nie tylko w rehabilitacji dłoni, ale również w:
- terapii pourazowej,
- rehabilitacji poudarowej,
- leczeniu schorzeń układu mięśniowo-szkieletowego,
- fizjoterapii osób starszych i z ograniczoną mobilnością.
Hydrożele jonowe – przyszłość biomedycyny?
Badania pokazują również ogromny potencjał hydrożeli jonowych jako materiału do budowy nowej generacji elastycznych interfejsów bioelektronicznych. Ich samonaprawiające się i bezpieczne właściwości mogą mieć zastosowanie nie tylko w rehabilitacji, ale też w diagnostyce i monitorowaniu stanu zdrowia.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- Nowy system rehabilitacji dłoni VR pozwala na terapię bez obciążenia, eliminując konieczność użycia rękawic mechanicznych.
- Elektrody z hydrożelu jonowego zbierają sygnały EMG z przedramienia, umożliwiając rozpoznanie 14 gestów z dokładnością 97,9%.
- Pacjenci mogą ćwiczyć w domu dzięki immersyjnej platformie VR, co zwiększa dostępność i komfort terapii.
- Technologia ma potencjał do zastosowań w rehabilitacji poudarowej, ortopedycznej i geriatrycznej oraz do rozwoju innych elastycznych interfejsów biomedycznych.
Źródło:
- Nano Research
- Tsinghua University Press
