Группа ученых из Института биомедицинской инженерии им. Фраунгофера IBMT, в сотрудничестве с учеными из других стран, создали технологическую платформу, которая помогает снизить мышечный тремор. Сочетание крошечных биосовместимых электродов в мышцах и внешних электродов и контроллеров позволило сформировать интеллектуальную сеть датчиков и приводов для выявления мышечных сокращений и электрической стимуляции, по мере необходимости. Такая платформа может быть использована совместно с экзоскелетом у пациентов с последствиями травмы спинного мозга.
У пациента с тремором на ремне или под курткой будет располагаться контроллер и на руках и ногах незаметные текстильные электроды, а также тонкие, длиной в 3 см, электроды в мышцах. При возникновении мышечного тремора система посылает электрические импульсы в мышцы; и эта активность регистрируется нервной системой. Затем нервная система блокирует подачу мешающих сигналов в мышцы, которые снова расслабляются. Система является частью совместного проекта EXTEND, в которой участвуют ученые из 5 стран. Ученые проводят разработку универсальной технологии распределенных нейронных интерфейсов. Такая технология может быть полезна для лечения пациентов с наличием нервно-мышечных расстройств, таких как тремор, и даже пациентам с травмами позвоночника.
Технология с помощью внешних контроллеров соединяет имплантированные электроды в интеллектуальную сеть. Части системы передают друг другу информацию по беспроводной сети, выявляют мышечные сигналы и проводят целевую стимуляцию мышц. В медицине уже используются имплантированные системы для стимуляции, но их установка связана со сложными хирургическими процедурами, что служит стрессовым фактором для пациентов. Основным компонентом системы EXTEND являются имплантаты, которые вводятся в мышцу через катетер. Они выполнены из биосовместимых платино-иридиевых и силиконовых материалов. Имплантаты имеют длину 3 см и толщину 1 мм и на каждом конце есть электроды, которые выполняют либо функцию датчика, либо передачу стимула. Электроды, вшитые в текстильную ленту, которые располагаются внешне, выполняют функцию модуля энергии и обеспечивают подачу импульсного переменного тока через мышечную ткань к имплантату.
После имплантации и запуска, датчики проводят регистрацию ранних признаков мышечного тремора и передают эту информацию внешним устройствам. Контроллер проводит анализ данных и через текстильные электроды передает сигналы для стимуляции мышц. Таким образом, формируется цепь управления интеллектуально объединенных в сеть компонентов датчика и исполнительного механизма, которая противодействует дрожанию.
Стимулирующий сигнал имеет небольшую силу и напрямую не вызывает мышечное сокращение. Главную роль играет нервная система, которая тормозит импульсы, приводящие к мышечному тремору.
Разработанная для борьбы с тремором технология EXTEND может быть использована в сочетании с роботизированным экзоскелетом для улучшения функций у пациентов с травмами спинного мозга.
