II.A. Projektin aikana toteutettavien tehtävien esittely Nykyaikaisen neurorehabilitoinnin ammatilliset tarpeet voidaan täyttää tehokkaasti vain monitieteisen tutkimusryhmän ja vakiintuneen laitepuiston yhteistoiminnalla. Tavoitteenamme on arvioida vastaanottajat ennen hoitoa; lihasvoima, nivelten alue, tasapaino – liikkeen koordinointi, istuin, sijainti, kävely, kognitio, mittaus ja puhekyvyn dokumentointi. Lisäksi hoidon jatkuva seuranta on tärkeää, riippuen toimintahäiriöistä, säännöllisistä tutkimuksista ja testeistä. Arvioimme myös säännöllisesti hoidon tehokkuutta. Tutkimuksemme sisältää toistuvia tutkimuksia, testejä ja vertailuja alkutuloksiin hoidon alussa. Kaikki nämä tutkimukset toteutetaan neuromekaanisen laboratorion sekä robotti- ja hienomekaanisen laboratorion puitteissa, ja ne jaetaan kahteen suureen mutta läheiseen yhteistyöryhmään. Neurobiomekaniikkalaboratoriossa (vastuussa oleva johtaja: Tamás Dóczi) kehitämme ja testaamme uusia hoitomenetelmiä. Näitä ovat muun muassa seuraavat: 3D liiketerapia – hankimme pystysuora suspensio fysioterapeuttinen laite. Työkalu ja siihen liittyvä menetelmä ovat uusi, hyödyntämätön erikoistutkimusalue, jota voidaan käyttää esimerkiksi 3D-liikkeiden kehittämiseen ja analysointiin pareettisilla potilailla. Virtuaalitodellisuuden teknologian avulla potilas suorittaa monimutkaisia liikkeen yhdistelmiä 3D-ympäristössä ”yhdessä pelin kanssa” tarvitsematta liittää anturia tai ohjausteknistä yksikköä kehoonsa liikeanalyysiä varten. Tekniikka mahdollistaa monimutkaisten liikkumismallien suorittamisen myös vähäisellä lihasvoimalla. Nämä harjoitukset vaikuttavat myönteisesti motoriseen toimintaan, koordinointiin ja vähemmässä määrin myös kognitiivisiin toimintoihin hermoston rappeutumissairauksissa, neuromuskulaarisissa häiriöissä ja hankituissa aivovaurioissa. FES-järjestelmän (”Functional Electrical Stimulation”) hankinta ja uusien hallintaprotokollien kehittäminen. Kehitystyön tavoitteena on kehittää FES-ohjattuihin raajaliikkeisiin perustuvaa kuntoutusteknologiaa. Tämä vaatii uusia erikoisergometrit. On myös tarpeen asentaa uusia monikanavaisia FES-lihasstimulaatiolaitteita. Liikelomakkeita vastaavien stimulaatiomallien tuotanto perustuu koskemattomien ihmisten tutkimiseen, liikeanalyysijärjestelmien avulla mitattujen liikenäytteiden arviointiin ja käsittelyyn. Suunnittelemme langattomien, liikkuvien, sydän- ja hengitystoimintojen, parametrien ja analyysijärjestelmien perustamista FES:ää käyttävien potilaiden fysiologisten parametrien mittaamiseksi. Olemme myös perustaneet laitteen ergometrisiä testejä varten sekä työkaluja, joilla tutkitaan nivelten liikettä ja stimulaation vaikutuksia halvaantuneisiin lihaksiin (lihasmassa, mahdollisesti lihasaktiivisuus). Alaraajan FES-sovelluksia laajennetaan ylempään raajaan, manuaaliseen pyöräilyyn. Erityistä huomiota kiinnitetään FES:n aivojen edustukseen ja sen analyysiin fMRI:n kanssa. Ihmisen eksoskeleton tutkimus: hoidettaessa potilaita, joilla on pareettinen tai heikentynyt alaraajojen toiminta, yksi aikamme innovatiivisista ratkaisuista. Heidän avullaan sekä hoito- että kuntoutusvaiheet voidaan suorittaa hoidon aikana. Toisaalta tutkimuksemme tavoitteena on tutkia uusien yhdistettyjen kuntoutusmenettelyjen tehokkuutta sekä fysiologiselta että psykologiselta kannalta, ottaen erityisesti huomioon yksilöllisen lääketieteen suuntaviivat. Toisaalta tavoitteenamme on tarkkailla ja kehittää uusia ohjausperiaatteita ja -ratkaisuja laitteiden teknisen tarkastelun avulla. Välineiden kehittämisen aikana massan johdonmukaisuus sekä vastaavat materiaali- ja rakenneindikaattorit ovat peruskysymys, joten haluaisimme tarkastella niitä myös nykyisen tutkimuksen yhteydessä. Epäsuorana tavoitteena on luoda kompaktit, tulevaisuudenkestävät laitteet, jotka ovat kohtuuhintaisia kaikille. Neuroproteesit: Eri raajojen puutosolosuhteet vaikuttavat kymmeniin miljooniin ihmisiin ympäri maailmaa. Uudet neuroproteesit, joita operoivat EEG, EMG tai suora neuronikontrolli, ovat paljon vapaita, kehittyneitä moottoreita, jotka varmistavat tarkat liikkeet. Tutkimuksen aikana suunnittelemme tällä hetkellä käytettävissä olevien laitteiden hankinnan, testauksen ja integroinnin. Tavoitteenamme on tuottaa yksilöllisiä ja erittäin toimivia raajaproteeseja kustannustehokkaalla tavalla, joka perustuu innovatiivisiin valmistusprosesseihin. Neuroproteesien tarkastelussa kysymys laitteiden (signaalin tallennus ja signaalin siirto ja käsittely) valvonnasta on etusijalla, mikä voi johtaa uusien menetelmien kehittämiseen kehon pinnan ja lihaksensisäisen valvonnan periaatteiden kehittämiseksi. Ihmisen eksoskeletonit ja neuroproteesit ovat yleisiä