ALS, 파킨슨병, 알츠하이머병은 항상 신경과 의사들을 괴롭히는 세 가지 주요 문제였습니다. 그리고 공교롭게도 이 세 가지 질병은 모두 같은 범주에 속하며, 이를 통칭하여 신경퇴행성 질환이라고 할 수 있습니다. 이러한 질병은 치료가 불가능할 뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 악화되는 경향이 있습니다.
현대 의학은 이러한 '신경증'을 치료할 수 없지만 과학 기술의 발전으로 사람들은 이러한 질병을 제어할 수 있는 몇 가지 효과적인 방법을 찾아냈습니다. 다음으로 저자는 루게릭병, 파킨슨병, 알츠하이머병, 간질 환자들이 정상적인 삶을 살 수 있도록 13가지 블랙 테크놀로지를 독자들에게 소개할 예정이다.
루게릭병(ALS)
근위축성 측삭 경화증(ALS)은 운동 뉴런의 손상으로 인해 사지, 몸통 및 기타 신체 부위의 근육이 점차 약해지고 위축되는 질병입니다. . 이 질병은 사람의 뇌와 척수의 신경 세포를 지속적으로 공격하여 결국 ALS 환자를 사망에 이르게 합니다.
ALS는 환자의 생활 능력을 점차적으로 앗아가는 파괴적인 질병입니다. 질병 초기에 운동 뉴런이 죽으면서 환자는 근육 운동에 대한 통제력을 잃기 시작합니다. 후기 단계에서는 자발적인 근육 활동이 심각하게 영향을 받고 환자가 완전히 마비될 수 있습니다. 현재 운동 뉴런을 치료하고 ALS 환자가 정상인처럼 생활할 수 있게 해주는 기술은 없지만, 생활 능력을 일부 회복하는 데 도움이 될 수 있는 보조 기술은 여전히 존재합니다.
Prose 스마트 헤드밴드: ALS 환자가 말하게 하세요
미국 감각 커뮤니케이션 전문 스타트업인 Smartstones가 출시한 감각 커뮤니케이션 도구에는 EEG라는 헤드밴드와 함께 제공되는 모바일 앱이 포함되어 있습니다. 산문. 이 장치를 사용하면 청각 장애인/실어증 환자가 생각하는 것만으로 문자 메시지나 앱 내 푸시 메시지를 보낼 수 있으며, 약 40%의 의사소통 능력을 회복할 수 있습니다.
EEG 헤드밴드에 내장된 뇌파 모듈은 착용자의 감정과 반응을 실시간으로 모니터링한 후 블루투스를 통해 해당 데이터를 일치하는 Prose 모바일 앱으로 전송합니다. APP는 사용자의 현재 뇌파 반응을 기반으로 비교적 합리적인 문구를 제공합니다. 그리고 착용자는 간단한 제스처 제어를 통해 문구의 정확성을 판단할 수도 있습니다. 또한, 사용 과정에서 이 도구 세트는 오류를 지속적으로 디버깅하고 수정하며, 시간이 지남에 따라 사용자 고유의 "통신 라이브러리"가 구축되어 보다 원활한 통신이 가능해집니다.
Eyegaze Edge 시선 추적 시스템: 눈을 사용하여 세상과 소통합니다
미국 버지니아에 위치한 회사인 LC Technologies는 다음과 같은 세트를 개발했습니다. 눈으로 작동하는 커뮤니케이션과 제어 시스템인 Eyegaze Edge를 통해 환자는 단 한번의 시선으로 세상과 소통하고 상호작용할 수 있습니다. 환자는 화면에 표시된 컨트롤이나 장치를 보면서 눈을 사용하여 메시지를 입력하거나 미리 프로그래밍된 문구를 선택하여 음성을 생성할 수 있습니다. 각 시각적 활성화 "버튼"의 응답 시간은 일반적으로 0.5초이지만 사용자는 필요에 따라 조정할 수 있습니다.
작동 원리는 Eyegaze Edge 화면 아래에 설치된 카메라가 환자의 몸이나 머리에 어떤 장치도 착용하지 않고도 환자의 눈을 실시간으로 관찰하고 눈의 움직임을 포착하는 것입니다. 시스템에 내장된 복합 영상처리 소프트웨어는 카메라가 포착한 영상을 초당 60회의 속도로 분석해 환자의 시선이 화면 어느 지점에 있는지 분석한 뒤 정보를 입력한다.
또한 알파벳 키보드 외에도 사용자는 그림이나 텍스트 키보드를 사용자 정의할 수 있으며 Kindle, Facebook, 인터넷 서핑, TV 시청 등의 기능을 제공할 수 있습니다. 즉, 루게릭병 환자라도 보기만 하면 쉽게 소설을 읽고, TV를 시청하고, 소셜 네트워킹 사이트를 탐색할 수 있습니다.
눈으로 제어되는 휠체어: 눈을 사용하여 휠체어 움직임을 제어합니다.
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Eyegaze Edge는 이미 매우 강력하지만 여전히 소프트웨어 시스템이므로 컴퓨터나 스마트 장치를 제어하는 것은 ALS 환자가 어떤 작업을 완료하는 데 도움이 될 수 없습니다. 이를 위해 영국 ALS 환자인 Joyce는 영화제작자 David Hopkinson과 협력하여 3D 프린팅된 눈 조절 휠체어 Eyedrivomatic을 디자인했습니다. 이 휠체어는 Eyegaze Edge의 안구 추적 기술을 효과적으로 결합하여 팔다리가 불편한 사람들이 눈으로 휠체어의 움직임을 제어할 수 있도록 해줍니다. Joyce가 디자인한 눈으로 제어되는 휠체어는 2015 Hackaday 혁신 및 발명 대회에서 연례 상을 받았습니다.
EKSO 뇌로 제어되는 기계적 외골격: ALS 환자도 일어설 수 있고 걸을 수 있습니다
앞서 언급한 휠체어는 ALS 환자가 움직일 수 있도록 해줍니다. 하지만 실제로 일어서서 걷게 할 수는 없습니다. 한국과 독일의 연구진은 하지 마비 환자가 이동성을 회복할 수 있도록 하는 뇌 제어 기계 외골격 장치 EKSO를 설계했습니다.
이 장치는 엉덩이와 다리 주위의 기계 외골격과 전자 부품으로 가득 찬 헤드기어로 구성됩니다. 헤드기어를 통해 시스템은 두피를 통해 사용자의 뇌파 신호를 인식한 다음 이를 특정 움직임으로 디코딩하여 기계적 외골격을 제어합니다. 즉, 이러한 뇌와 로봇의 결합, 즉 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템을 통해 ALS 환자는 기계적 외골격을 이용하여 일반인처럼 뇌에서 운동 명령을 내려 기계적 외골격을 이용해 다시 일어설 수 있게 된다.
그러나 이 장치는 현재 하반신 마비 환자에게만 도움이 될 수 있다. 전신 마비로 진행된 ALS 환자의 경우에는 의지하여 움직이기 어려울 수 있다. 그러나 과학과 기술의 발달로 이 장치가 조만간 전신 제어 기능을 실현할 것이라고 믿을 만한 이유가 있습니다.
파킨슨병
파킨슨병인 PD는 신경계의 흔한 퇴행성 질환으로 주로 60세 전후의 노년층에서 발병한다. 파킨슨병의 대표적인 증상은 떨림, 근육경직, 불안정한 보행 등이다. 현재 파킨슨병의 진행을 효과적으로 예방할 수 있는 약물은 없다. 파킨슨병 환자의 일상생활을 해결하는데 가장 중요한 것은 흔들림 방지이다.
DBS 뇌 심박 조율기: 원클릭 원격 떨림 제거
심부 전기 치료라고도 알려진 뇌 심박 조율기 DBS는 뇌의 특정 신경 핵입니다. 이식된 전극은 고주파 전자기를 방출합니다. 파킨슨병의 증상을 유발하는 비정상적인 뇌신경 신호를 억제하고 떨림, 강직, 운동완서 등의 파킨슨병 증상을 치료하거나 감소시키는 파동입니다.
뇌심박조율기는 파킨슨병 환자가 본래의 이동성과 자기관리 능력을 회복할 수 있도록 80% 이상의 개선율을 보이며 안전성과 유효성을 국내외에서 인정받고 있다. 또한, 인터넷이나 무선 원격 제어 기술을 통해 수술 후 환자가 직접 병원에 갈 필요 없이 프로그래밍 가능한 컨트롤러를 통해 매개 변수를 조정할 수 있습니다. 리모콘을 누르는 동안 한 번의 클릭으로 환자의 사지 떨림이 제거되어 환자가 독립적으로 생활할 수 있는 능력을 회복할 수 있습니다.
단, 뇌심장조율기를 이식하는 시기가 중요하다는 점은 언급할 만하다. 일반적으로 환자에게 운동 장애가 발생한 후에 이식하는 것이 가장 좋습니다. 넘어지거나 인지 장애가 있으면 치료 기회를 잃게 됩니다.
리프트웨어 흔들림 방지 밥숟가락: 파킨슨병 환자가 안전하게 식사할 수 있게
무의식적으로 손이 떨리기 때문에 식사는 파킨슨병 환자에게 큰 문제가 된다. 구글 자회사 베릴리(Verily)가 출시한 흔들림 방지 밥숟가락 리프트웨어 레벨(Leftware Level)은 흔들림을 효과적으로 방지하고 파킨슨병 환자가 '안정적으로' 식사할 수 있도록 해준다.
레벨에는 고급 모션 센서, 온보드 컴퓨터 및 모터가 내장되어 있으며 사용자의 손 떨림의 호와 방향을 감지하여 모터를 구동하여 시간에 맞춰 숟가락의 각도를 조정합니다. 숟가락은 항상 수평 상태로 안정되어 있습니다. 따라서 진동이 아무리 심해도 레벨은 즉시 균형을 유지하여 음식이 쏟아지지 않도록 할 수 있습니다.
레벨의 전자안정화 기술은 손떨림으로 인한 음식흘림을 70% 정도 줄일 수 있는 것으로 알려졌다.
스마트 신발: 정상적인 걷기는 더 이상 파킨슨병 환자에게 꿈이 아닙니다
델라웨어 대학 연구진이 개발한 파킨슨 신발은 진동하는 깔창이 있는 신발입니다. 마이크로 컴퓨터가 제어됩니다. 진동을 조절함으로써 환자 몸의 비자발적인 흔들림을 중화시키고, 파킨슨병 환자의 보행난이도 감소, 초기 강직 감소, 보행 시 신체 균형 유지, 보행 속도 증가, 비정상적인 보행 개선에 도움을 줄 수 있다.