Ultrasound peripheral interface and in-vitro model of human somatosensory system and muscles for motor decoding and restoration of somatic sensations in amputees

Projektinformationen

SOMA

ID Finanzhilfevereinbarung: 899822

DOI

10.3030/899822

Projekt abgeschlossen

EK-Unterschriftsdatum 26 Mai 2020

Startdatum 1 September 2020

Enddatum 28 Februar 2025

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - Future and Emerging Technologies (FET)

Gesamtkosten

€ 2 999 998,75

EU-Beitrag

€ 2 999 998,75

Koordiniert durch

UNIVERSITA CAMPUS BIO MEDICO DI ROMA
Italy

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Leistungen

Websites, patent fillings, videos etc. (1)

Project website and communication channels

Open Research Data Pilot (1)

Data Management Plan (DMP)

Report on Data Management Plan

Documents, reports (2)

Report on in-vivo US stimulation and recording
Functional and histological results of biocompatibility and safety

Report on functional and histological results of biocompatibility and safety

Veröffentlichungen

Peer reviewed articles (26)

Kinematics of individual muscle units in natural contractions measured in vivo using ultrafast ultrasound

Autoren: Emma Lubel; Bruno Grandi Sgambato; Deren Y Barsakcioglu; Jaime Ibáñez; Meng-Xing Tang; Dario Farina
Veröffentlicht in: Journal of Neural Engineering, 2022, ISSN 1741-2560
Herausgeber: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1741-2552/ac8c6c

Method for Automatic Slippage Detection With Tactile Sensors Embedded in Prosthetic Hands

Autoren: Rocco A. Romeo, Clemente Lauretti, Cosimo Gentile, Eugenio Guglielmelli, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, Ausgabe 3/2, 2021, Seite(n) 485-497, ISSN 2576-3202
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/tmrb.2021.3060032

Restoring somatotopic sensory feedback in lower limb amputees through non-invasive nerve stimulation

Autoren: Andrea Demofonti, Marco Germanotta, Andrea Zingaro, Gaia Bailo, Sabina Insalaco, Francesca Cordella, Irene Giovanna Aprile, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: Cyborg and Bionic Systems, 2025, ISSN 2692-7632
Herausgeber: Science Partner Journals
DOI: 10.34133/cbsystems.0243

Repair of long peripheral nerve defects in sheep: a translational model for nerve regeneration

Autoren: Contreras E, Traserra S, Bolívar S, Forés J, Jose-Cunilleras E, Delgado-Martínez I, García F, Udina E, Navarro X.
Veröffentlicht in: International Journal of Molecular Science, 2023, ISSN 1422-0067
Herausgeber: Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
DOI: 10.3390/ijms24021333

Hierarchical strategy for sEMG classification of the hand/wrist gestures and forces of transradial amputees

Autoren: Francesca Leone, Federico Mereu, Cosimo Gentile, Francesca Cordella, Emanuele Gruppioni, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: Frontiers in Neurorobotics, Ausgabe 17, 2023, ISSN 1662-5218
Herausgeber: Frontiers Research Foundation
DOI: 10.3389/fnbot.2023.1092006

A High-Voltage Differential SPDT T/R Switch for Ultrasound Systems

Autoren: Yaohua Zhang, Dai Jiang, Andreas Demosthenous
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, Ausgabe 71, 2024, Seite(n) 5129-5140, ISSN 1549-8328
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/tcsi.2024.3426558

Mechanical and thermal stimulation for studying the somatosensory system: a review on devices and methods

Autoren: M Sperduti, N L Tagliamonte, F Taffoni, E Guglielmelli, L Zollo
Veröffentlicht in: Journal of Neural Engineering, Ausgabe 21, 2024, Seite(n) 051001, ISSN 1741-2560
Herausgeber: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1741-2552/ad716d

Validation of Magneto-Inertial Measurement Units for Upper-Limb Motion Analysis Through an Anthropomorphic Robot

Autoren: M. Lapresa, C. Tamantini, F. Scotto di Luzio, M. Ferlazzo, G. Sorrenti, F. Corpina, L. Zollo
Veröffentlicht in: IEEE Sensors Journal, 2022, ISSN 1530-437X
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/jsen.2022.3193313

A multiscale approach to axon and nerve stimulation modeling: A review

Autoren: Mattia STEFANO, Francesca Cordella, Alessandro Loppini, Simonetta Filippi, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 2021, ISSN 1534-4320
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/tnsre.2021.3054551

Eliciting Force and Slippage in Upper Limb Amputees Through Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS)

Autoren: A. Scarpelli, A. Demofonti, F. Cordella, U. Coffa, F. Mereu, E. Gruppioni, L. Zollo
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Ausgabe 32, 2024, Seite(n) 3006-3017, ISSN 1534-4320
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/tnsre.2024.3443398

Performance Assessment of Thermal Sensors for Hand Prostheses

Autoren: Enrica Stefanelli, Marika Sperduti, Francesca Cordella, Nevio Luigi Tagliamonte, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: IEEE Sensors Journal, Ausgabe 24, 2024, Seite(n) 27559-27569, ISSN 1530-437X
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/jsen.2024.3431274

Accurate Identification of Motoneuron Discharges From Ultrasound Images Across the Full Muscle Cross-Section

Autoren: Emma Lubel, Robin Rohlén, Bruno Grandi Sgambato, Deren Y Barsakcioglu, Jaime Ibáñez, Meng-Xing Tang, Dario Farina
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Ausgabe 71, 2024, Seite(n) 1466-1477, ISSN 0018-9294
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/tbme.2023.3340019

Assessment of focused ultrasound stimulation to induce peripheral nerve activity and potential damage in vivo

Autoren: Bruno Rodríguez-Meana, Eva Santos-Nogueira, Sònia Trujillo-Vázquez, Anette Jakob, Esther Udina, Marc Fournelle, Xavier Navarro
Veröffentlicht in: Frontiers in Neurology, Ausgabe 15, 2024, ISSN 1664-2295
Herausgeber: Frontiers Research Foundation
DOI: 10.3389/fneur.2024.1346412

Assessing the impact of degree of fusion and muscle fibre twitch shape variation on the accuracy of motor unit discharge time identification from ultrasound images

Autoren: Robin Rohlén, Emma Lubel, Dario Farina
Veröffentlicht in: Biomedical Signal Processing and Control, Ausgabe 100, 2025, Seite(n) 107002, ISSN 1746-8094
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.bspc.2024.107002

Study of Electrical Neural Stimulation Effects Using Extraneural and Intraneural Electrodes

Autoren: Mattia Stefano, Francesca Cordella, Giulia Cozza, Anna Lisa Ciancio, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: Applied Sciences, Ausgabe 13, 2023, Seite(n) 6267, ISSN 2076-3417
Herausgeber: MDPI
DOI: 10.3390/app13106267

Hand Prosthesis Sensorimotor Control Inspired by the Human Somatosensory System

Autoren: Enrica Stefanelli, Francesca Cordella, Cosimo Gentile, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: Robotics, Ausgabe 12, 2025, Seite(n) 136, ISSN 2218-6581
Herausgeber: MDPI
DOI: 10.3390/robotics12050136

High Performance Wearable Ultrasound as a Human-Machine Interface for Wrist and Hand Kinematic Tracking

Autoren: Bruno Grandi Sgambato, Milia H Hasbani, Deren Y Barsakcioglu, Jaime Ibáñez, Anette Jakob, Marc Fournelle, Meng-Xing Tang, Dario Farina
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Ausgabe 71, 2024, Seite(n) 484-493, ISSN 0018-9294
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/tbme.2023.3307952

Integrated Circuits for Medical Ultrasound Applications: Imaging and Beyond

Autoren: Yaohua Zhang; Andreas Demosthenous
Veröffentlicht in: IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL CIRCUITS AND SYSTEMS, 2021, ISSN 1932-4545
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/tbcas.2021.3120886

Control Strategies and Performance Assessment of Upper-Limb TMR Prostheses: A Review

Autoren: F. Mereu, F. Leone, C. Gentile, F. Cordella, E. Gruppioni, L. Zollo
Veröffentlicht in: Sensors, 2021, ISSN 1424-8220
Herausgeber: Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
DOI: 10.3390/s21061953

Design of a modular and compliant wrist module for upper limb prosthetics

Autoren: A. Demofonti, G. Carpino, N. L. Tagliamonte, G. Baldini, L. Bramato, L. Zollo
Veröffentlicht in: The Anatomical Record, 2022, ISSN 1932-8494
Herausgeber: John Wiley and Co.
DOI: 10.1002/ar.24911

Spatial decomposition of ultrafast ultrasound images to identify motor unit activity – A comparative study with intramuscular and surface EMG

Autoren: Robin Rohlén, Emma Lubel, Bruno Grandi Sgambato, Christian Antfolk, Dario Farina
Veröffentlicht in: Journal of Electromyography and Kinesiology, Ausgabe 73, 2023, Seite(n) 102825, ISSN 1050-6411
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.jelekin.2023.102825

Evaluation of the effects of focused ultrasound stimulation on the central nervous system through a multiscale simulation approach

Autoren: A. Scarpelli, M. Stefano, F. Cordella, L. Zollo
Veröffentlicht in: Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2022, ISSN 2296-4185
Herausgeber: Frontiers
DOI: 10.3389/fbioe.2022.1034194

Hierarchical Human-Inspired Control Strategies for Prosthetic Hands

Autoren: Cosimo Gentile, Francesca Cordella, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: Sensors, Ausgabe 22, 2024, Seite(n) 2521, ISSN 1424-8220
Herausgeber: Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
DOI: 10.3390/s22072521

Analysis of Hand Intra-Finger Couplings During Flexion Movements in the Free Space

Autoren: Martina Lapresa, Alessandro Ceccarelli, Fabrizio Taffoni, Nevio Luigi Tagliamonte, Loredana Zollo, Francesca Cordella
Veröffentlicht in: IEEE Access, Ausgabe 11, 2023, Seite(n) 90084-90093, ISSN 2169-3536
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
DOI: 10.1109/access.2023.3307417

Non-linearity in motor unit velocity twitch dynamics: Implications for ultrafast ultrasound source separation

Autoren: Emma Lubel, Bruno Grandi Sgambato, Robin Rohlén, Jaime Ibáñez, Deren Y Barsakcioglu, Meng-Xing Tang, Dario Farina
Veröffentlicht in: EEE TRANSACTIONS ON NEURAL SYSTEMS ANDREHABILITATION ENGINEERING, 2023, ISSN 1534-4320
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1101/2023.03.24.533983

A parallel classification strategy to simultaneous control elbow, wrist, and hand movements

Autoren: Francesca Leone; Cosimo Gentile; Francesca Cordella; Emanuele Gruppioni; Eugenio Guglielmelli; Loredana Zollo
Veröffentlicht in: Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 2022, ISSN 1743-0003
Herausgeber: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12984-022-00982-z

Conference proceedings (2)

Electrical stimulation of the human median nerve: A comparison between anatomical and simplified simulation models

Autoren: Mattia Stefano, Francesca Cordella, Salvatore Maria Li Gioi, Loredana Zollo
Veröffentlicht in: 2021 10th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER), 2021, Seite(n) 769-772, ISBN 978-1-7281-4337-8
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/ner49283.2021.9441187

Modulation of sensation intensity in the lower limb via Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation

Autoren: Demofonti A., Scarpelli A., Cordella F. and Zollo L.
Veröffentlicht in: 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2021
Herausgeber: IEEE

Book chapters (1)

Neural electrodes for long-term tissue interfaces. In Guçlu B (ed): “

Autoren: del Valle J, Rodríguez-Meana B, Navarro X
Veröffentlicht in: Somatosensory Feedback for Neuroprosthetics, Ausgabe Single, 2021, Seite(n) 509-536, ISBN 978-0-12-822828-9
Herausgeber: Elsevier