Hệ thống kích thích dây thần kinh ARC có thể giúp bệnh nhân quặn chân tay có thể di chuyển lại
Công ty khởi nghiệp Onward Medical vừa đạt một mốc phát triển mới vào ngày thứ Tư, khi công ty thông báo về việc cài đặt thành công lần đầu tiên của hệ thống điện cực có thể điều chỉnh bằng sóng não trong việc khôi phục chức năng và cảm giác cho tay và cánh tay của bệnh nhân. Thông tin này được đưa ra chỉ sau 5 tháng kể từ khi các nhà nghiên cứu cấy ghép một hệ thống tương tự vào một bệnh nhân khác để giúp họ lấy lại động tác đi bộ tự nhiên hơn.
Hệ thống ARC được sử dụng khác nhau tùy thuộc vào vấn đề sức khỏe đang áp dụng. ARC-EX là một tập hợp điện cựu không xâm lấn nằm trên lưng của bệnh nhân và giúp điều chỉnh chức năng tiểu buồng và huyết áp, cũng như cải thiện chức năng và điều khiển chi dưới. Nghiên cứu về chi dưới của Onward vào tháng 5 kết hợp ARC-EX với bộ điều khiển BCI từ CEA-Clinatec nhằm tạo ra một “cầu kỹ thuật số” để khắc phục khoảng trống trong cột sống của bệnh nhân.
Nghiên cứu được công bố vào ngày thứ Tư thay thế ARC-IM, phiên bản cấy ghép của tập hợp kích thích của công ty được cài đặt gần tuỷ sống và được điều khiển thông qua các thành phần đeo và đồng hồ thông minh. Onward trước đây đã sử dụng hệ thống IM để giúp bệnh nhân bị tê liệt đứng dậy và đi bộ một quãng ngắn mà không cần sự trợ giúp, điều này đã được FDA trao danh hiệu Thiết Bị Đột Phá năm 2020.
Các chuyên gia y tế do bác sĩ phẫu thuật thần kinh Jocelyn Bloch dẫn dắt đã cấy ghép ARC-IM và Clinatec BCI vào một bệnh nhân 46 tuổi bị thương sống cổ C4 vào giữa tháng 8 vừa qua. Các dây gắn nhỏ như tóc của BCI nhận các tín hiệu điện trong não của bệnh nhân, chuyển đổi các tín hiệu tương tự thành tín hiệu số mà máy móc có thể hiểu, sau đó truyền chúng đến một thiết bị điện toán gần đó, nơi một trí tuệ nhân tạo học máy phiên dịch các tín hiệu điện của bệnh nhân và ban lệnh cho tập hợp kích thích cấy ghép. Bệnh nhân nghĩ về những gì họ muốn làm và hai thiết bị này cùng hoạt động để dịch ý định đó thành chuyển động được điều khiển bởi máy tính.
Cách mà quá trình dịch thuật này diễn ra tốt đến đâu thì vẫn còn phải được xem khi bệnh nhân học và thích ứng với hệ thống mới. “Các thủ tục cấy ghép liên quan đến Onward ARC-IM và Clinatec BCI đã diễn ra suôn sẻ”, bác sĩ Bloch nói trong thông cáo báo chí. “Chúng tôi đang cùng bệnh nhân sử dụng đổi mới tiên tiến này để khôi phục lại động tác của tay, cánh tay và ngón tay. Chúng tôi mong muốn chia sẻ thêm thông tin trong thời gian sắp tới”.
“Nếu phương pháp điều trị tiếp tục cho thấy triển vọng, có khả năng nó có thể đến với bệnh nhân vào cuối thập kỷ này”, CEO Onward Dave Marver nói trong một tuyên bố gửi tới Engadget. “Cần lưu ý rằng chúng tôi không mong đợi những người bị tổn thương tủy sống phải đợi lâu như vậy để Onward chuyển công nghệ hiệu quả – chúng tôi hy vọng sẽ thương mại hóa phương pháp điều trị kích thích tuỷ sống bên ngoài của chúng tôi, ARC-EX Therapy, để khôi phục chức năng tay và cánh tay trong nửa cuối năm 2024”.
Onward Medical là một trong số các công ty khởi nghiệp dựa trên công nghệ BCI đang nhanh chóng phát triển và áp dụng công nghệ mới này vào nhiều vấn đề y tế khác nhau. Các ứng dụng bao gồm mất chi, chức năng kiểm soát bản thân do đột quỵ, chấn thương não hoặc tủy sống, phục hồi chức năng cơ thể từ những chấn thương tương tự, cũng như cung cấp phương pháp giao tiếp quan trọng cho những người sống với hội chứng khóa kín.
The ARC nerve stimulation therapy system from startup Onward Medical passed another developmental milestone on Wednesday, as the company announced the first successful installation of its brainwave-driven implantable electrode array to restore function and feeling to a patient’s hands and arms. The news comes just five months after the researchers implanted a similar system in a different patient to help them regain a more natural walking gait.
The ARC system used differs depending on how what issue it’s being applied to. The ARC-EX is an external, non-invasive stimulator array that sits on the patient’s lower back and helps regulate their bladder control and blood pressure, as well as improving limb function and control. Onward’s lower limb study from May employed the EX along with a BCI controller from CEA-Clinatec to create a “digital bridge” spanning the gap in the patient’s spinal column.
The study published Wednesday instead utilized the ARC-IM, an implantable version of the company’s stimulator array which is installed near the spinal cord and is controlled through wearable components and a smartwatch. Onward had previously used the IM system to enable paralyzed patients to stand and walk short distances without assistance, for which it was awarded an FDA Breakthrough Device Designation in 2020.
Medical professionals led by by neurosurgeon Dr. Jocelyne Bloch, implanted the ARC-IM and the Clinatec BCI into a 46-year-old patient suffering from a C4 spinal injury, in mid-August. The BCI’s hair-thin leads pick up electrical signals in the patient’s brain, convert those analog signals into digital ones that machines can understand, and then transmits them to a nearby computing device where a machine learning AI interprets the patient’s electrical signals and issues commands to the implanted stimulator array. The patient thinks about what they want to do and these two devices work to translate that intent into computer-controlled movement.
How well that translation occurs remains to be seen while the patient learns and adapts to the new system. “The implant procedures involving the Onward ARC-IM and Clinatec BCI went smoothly,” Dr. Bloch said in an press release. “We are now working with the patient to use this cutting-edge innovation to recover movement of his arms, hands, and fingers. We look forward to sharing more information in due course.”
“If the therapy continues to show promise, it is possible it could reach patients by the end of the decade,” Onward CEO Dave Marver said in a statement to Engadget. “It is important to note that we do not expect people with spinal cord injury to wait that long for Onward to commercialize an impactful therapy – we hope to commercialize our external spinal cord stimulation solution, ARC-EX Therapy, to restore hand and arm function in the second half of 2024.”
Onward Medical among a quickly expanding field of BCI-based startups working to apply the fledgling technology to a variety of medical maladies. Those applications include loss of limb and self-regulatory function due to stroke, traumatic brain or spinal cord injury, physical rehabilitation from those same injuries, as well as a critical means of communication for people living with Locked-In Syndrome.
