これらの柔軟なセンサーは、回復中の脳卒中患者の監視に役立ちます。イノベーション| スミソニアン - 記事、イノベーション、健康と医学

脳卒中患者が病院またはリハビリテーションセンターから退院するとき、彼らの回復はしばしば遅くなるか、プラトーになります。定期的な集中治療とフィードバックなしでは、損傷した会話と運動スキルを改善することは困難です。

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ノースウェスタン大学の医師とエンジニアのチームは、新しいデバイス（音声や動きを監視するためのバンドエイドのように皮膚に貼り付けることができる柔軟なセンサー）が役立つことを望んでいます。

これらのセンサーを脚、腕、胸に装着して、動き、筋肉の活動、バイタルサインを検出できます。アイデアは、日常の活動を行い、リハビリを行っている間、デバイスが患者の動きを監視できるということです。データは医師に直接ストリーミングされ、赤字と進行状況を監視します。医師は、患者が治療を継続しているかどうか、どの治療法が有効かを確認し、必要に応じて変更されたレジメンを提案できるようになります。

10年以上にわたって伸縮可能な電子機器に取り組んでいる工学教授であるJohn A. Rogersによって開発されたセンサーは、現在、北西部にあるリハビリテーション病院であるShirley Ryan AbilityLabの試験で使用されています。

「私たちは、誰かの心臓の挙動、上肢、下肢、嚥下能力、睡眠を見ることができます」と、Shirley Ryan AbilityLabの研究科学者であるArun Jayaramanは言います。「そして、私たちは彼らを自宅で監視し続けることができます。彼らのバランスは良好ですか？彼らは落ちるつもりですか？両足は対称的に動いていますか？」

新しく開発されたセンサーの1つは、音声を監視するための首に取り付けられた柔軟な電子ストリップです。

「デジタルワイヤレス聴診器に似ていますが、喉に直接配置できる聴診器です」とロジャースは言います。「スピーチの振動的な特徴を拾います。実際には、咽頭領域の皮膚の微妙な振動を測定して、発話パターン、発話の頻度、発話のリズムを監視しています。」

このデバイスは、脳卒中後の一般的な発語の困難である失語症の患者に特に役立ちます。失語症は、完全に話すことができないことから、正しい単語を見つける際の軽度の困難に至るまでさまざまです。スピーチセラピストが音声を監視するために従来使用していたマイクとは異なり、デバイスは人間の声と周囲の雑音を区別できるため、騒がしい日常環境での監視が可能です。デバイスは、脳卒中患者によくある問題である嚥下も監視できます。嚥下不良は、窒息、誤嚥、肺炎を引き起こす可能性があります。

「ここで重要な独自性は、センサーが柔らかいことです」とセンサーのロジャースは言います。「それらは、体のどの場所にも、非常に敏感な領域である首にまで取り付けることができます。」

実際、患者はセンサーにほとんど気づかない、とロジャーズは言う。ある患者は、首のセンサーがバンドエイドのように感じたかどうかを尋ねられたとき、それはさらに目立たないと言った。

センサーを脚に装着して、動きと筋肉の活動を検出できます。（ノースウェスタン大学）

通常、脳卒中患者の進行状況は医師のオフィスで監視され、そこで患者は有線センサーに接続され、時間のかかる面倒なプロセスです。さらに、これらの訪問は頻繁に（おそらく月に1回）しか行われないため、適切なリハビリテーションレジメンのロックを解除するための鍵となる重要なパターンの利益と損失を見逃す可能性があります。

オタワ大学の教授で理学療法の専門家であるフランソワ・トランブレイは、患者の活動を監視するためのさまざまなウェアラブル技術に最近多くの関心が寄せられていると言います。

「しかし、これまでのところ、これらのツールは、患者にリハビリテーションを提供する方法に大きな変化をもたらしていません」とトレンブレイは言います。

Rogersと彼のチームが開発したセンサーは興味深く、有望な可能性がある、とTremblayは付け加えます。「しかし、問題は、大量のデータを生成できることであり、ほとんどの場合、意味のある方法。」

チームは、データを簡単に使用できるようにすることが次の大きな課題になることを理解しています。次のステップでは、健康な患者と病気の患者の両方からより多くのデータを収集して、進行状況を監視するための有用なアルゴリズムを作成します。センサーの調査から収集されたデータは、信頼性を確保するために、従来のモニターからのデータと比較する必要があります。チームはまた、医師が携帯電話またはタブレットでデータを受信して読み取るためのインターフェイスを開発することも計画しています。彼らは、今後数年間で広く製品が利用できるようになることを望んでいます。

研究者はまた、センサーが脳卒中以外の問題にも役立つことを望んでいます。彼らは現在、パーキンソン病と脊髄損傷の患者に使用する可能性を研究しています。彼らはまた、従来の方法よりも早くリスクの高い新生児の脳性麻痺を検出するためにセンサーを使用できるかどうかを研究し始めています。

「これは、病気のスペクトル全体に大きな応用があります」と、ジャヤラマンは言います。

次の大きなステップは、予防医学でセンサーを使用し、健康な人の動きとバイタルサインを追跡し、アルゴリズムを使用して、パーキンソン病の初期徴候を発症しているか、または心臓発作。

「これにより、科学をまったく異なる分野に移動させることができます」とジャヤラマンは言います。