Una tecnología de asistencia que permite a las personas maniobrar una silla de ruedas eléctrica o controlar el cursor del mouse usando simples movimientos de la lengua puede ser operada por personas con lesiones de la médula espinal de alto nivel, de acuerdo con los resultados de un ensayo clínico recientemente completado.
"Este ensayo clínico ha validado que el sistema Tongue Drive es intuitivo y bastante simple de usar para personas con lesiones de la médula espinal de alto nivel", dijo Maysam Ghovanloo, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática del Instituto de Georgiade Tecnología: "Los participantes de la prueba pudieron recordar fácilmente y emitir correctamente los comandos de lengua para jugar juegos de computadora y conducir una silla de ruedas eléctrica alrededor de una carrera de obstáculos con muy poca capacitación previa".
En la conferencia anual de la Sociedad de Ingeniería de Rehabilitación y Tecnología de Asistencia de América del Norte RESNA el 26 de junio, los investigadores informaron los resultados de los primeros cinco sujetos de ensayos clínicos que utilizaron el sistema Tongue Drive. El ensayo se realizó en el ShepherdCenter, un hospital de atención catastrófica con sede en Atlanta y financiado por la National Science Foundation y la Christopher and Dana Reeve Foundation.
El ensayo clínico probó la capacidad de estas personas con tetraplejia, como resultado de lesiones de la médula espinal de alto nivel vértebras cervicales C3-C5, para realizar tareas relacionadas con el acceso a la computadora y la navegación en silla de ruedas, utilizando solo los movimientos de la lengua.
Al comienzo de cada ensayo, Ghovanloo y los estudiantes de posgrado Xueliang Huo y Chih-wen Cheng colocaron un pequeño imán, del tamaño de un grano de arroz, en la lengua del participante con adhesivo tisular. Se detectó el movimiento de este marcador magnético.mediante una serie de sensores de campo magnético montados en auriculares inalámbricos usados por el sujeto. Las señales de salida del sensor se transmitieron de forma inalámbrica a una computadora portátil, que se transportaba en la silla de ruedas.
Las señales se procesaron para determinar el movimiento relativo del imán con respecto a la matriz de sensores en tiempo real. Esta información se utilizó para controlar los movimientos del cursor en la pantalla de una computadora o para sustituir la función del joystick enuna silla de ruedas eléctrica. Los detalles sobre el uso de Tongue Drive para movilidad con ruedas se publicaron en la edición de junio de 2009 de la revista IEEE Transactions on Biomedical Engineering.
Ghovanloo eligió la lengua para operar el sistema porque, a diferencia de las manos y los pies, que son controlados por el cerebro a través de la médula espinal, la lengua está directamente conectada al cerebro por un nervio craneal que generalmente escapa al daño en lesiones severas de la médula espinal o neuromuscularesenfermedades
Antes de usar el sistema Tongue Drive, los sujetos entrenaron a la computadora para comprender cómo les gustaría mover la lengua para indicar diferentes comandos. Se diseñó un conjunto único de movimientos específicos de la lengua para cada individuo en función de las habilidades del usuario, la anatomía oral ypreferencias personales. Para la primera prueba de computadora, el usuario emitió comandos para mover el mouse de la computadora hacia la izquierda y hacia la derecha. Con estos comandos, cada sujeto jugó un juego de computadora que requería mover una paleta horizontalmente para evitar que una pelota golpeara la parte inferior de la pantalla.
Después de agregar dos comandos más a su repertorio, arriba y abajo, se pidió a los sujetos que movieran el cursor del mouse a través de un laberinto en pantalla de la manera más rápida y precisa posible.
Luego, los investigadores agregaron dos comandos más, clics simples y dobles del mouse, para proporcionar al sujeto una funcionalidad completa del mouse. Cuando un símbolo seleccionado al azar que representa uno de los seis comandos apareció en la pantalla de la computadora, el sujeto recibió instrucciones de emitirese comando dentro de un período de tiempo específico. Cada sujeto completó 40 pruebas para cada período de tiempo.
Después de las sesiones de computadora, los sujetos estaban listos para el ejercicio de manejo de la silla de ruedas. Usando comandos de lengua hacia adelante, hacia atrás, derecha, izquierda y parada / neutral, los sujetos maniobraron una silla de ruedas eléctrica a través de una carrera de obstáculos.
La carrera de obstáculos contenía 10 giros y era más larga que una cancha de básquetbol profesional. A lo largo del curso, los usuarios tuvieron que realizar tareas de navegación tales como dar una vuelta en U, retroceder y ajustar la dirección de la silla de ruedas de forma limitadaespacio. Se pidió a los sujetos que navegaran por el curso lo más rápido posible, evitando colisiones.
Cada sujeto operó la silla de ruedas eléctrica usando dos estrategias de control diferentes: modo discreto, que fue diseñado para usuarios novatos, y modo continuo para usuarios más experimentados. En modo discreto, si el usuario emitió la orden de avanzar y luego quería girarderecha, el usuario tendría que detener la silla de ruedas antes de emitir el comando para girar a la derecha. El comando de detención se seleccionó automáticamente cuando la lengua volvió a su posición de reposo, deteniendo la silla de ruedas.
"El modo discreto es una característica de seguridad particularmente para usuarios novatos, pero reduce la agilidad del movimiento de la silla de ruedas", explicó Ghovanloo. "Sin embargo, en el modo continuo, el usuario puede conducir la silla de ruedas eléctrica hacia la izquierda o la derecha comose mueve hacia adelante y hacia atrás, lo que permite seguir una curva "
Cada sujeto completó el curso al menos dos veces usando cada estrategia mientras los investigadores registraron el tiempo de navegación y el número de colisiones. Usando un control discreto, la velocidad promedio para los cinco sujetos fue de 5.2 metros por minuto y el número promedio de colisiones fue de 1.8.Usando el control continuo, la velocidad promedio fue de 7.7 metros por minuto y el número promedio de colisiones fue de 2.5.
Si bien esta prueba de rendimiento inicial solo requirió seis comandos de lengua, el sistema Tongue Drive puede capturar una gran cantidad de movimientos de lengua, cada uno de los cuales puede representar un comando de usuario diferente. La capacidad de entrenar el sistema con tantos comandos como un individuopuede recordar cómodamente y tener todos los comandos disponibles para el usuario al mismo tiempo son ventajas significativas sobre el dispositivo común sip-n-puff que actúa como un simple interruptor controlado por succionar o soplar una pajita.
Algunos usuarios de sip-n-puff también consideran que el popote es un símbolo de su discapacidad. Dado que los usuarios de Tongue Drive simplemente usan auriculares que se usan comúnmente para escuchar música, el sistema es más aceptable para los usuarios potenciales.
John Anschutz, gerente del programa de tecnología de asistencia en el Centro Shepherd, identificó las ventajas que tiene el sistema Tongue Drive sobre el teclado táctil.
"El sistema Tongue Drive parece ser mucho más soportable si falla algún componente dentro del sistema. Con el viejo teclado táctil, si el sistema fallaba, el usuario perdía todas las funciones de la silla de ruedas,teléfono, computadora y control ambiental ", explicó Anschutz." El enfoque de Ghovanloo debería ser mucho más reparable en caso de que surja una falla, lo cual es crítico para los sistemas para los cuales se depende tanta función ".
Según Ghovanloo, una futura actualización del sistema será mover los sensores dentro de la boca del usuario. Este será un paso importante para los usuarios que están muy impedidos y no pueden reposicionar el sistema para obtener los mejores resultados, según Anschutz.
"Todos los sujetos completaron con éxito las tareas de navegación de la computadora y la silla de ruedas eléctrica con la lengua sin dificultad, lo que demuestra que el sistema Tongue Drive puede proporcionar a las personas que no pueden mover sus brazos y manos un control efectivo sobre una amplia variedad de dispositivosusar en su vida diaria ", dijo Ghovanloo.
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