211service.com
Protetikk du kan føle
En ny kirurgisk teknikk utviklet av MIT-forskere kan tillate protetiske lemmer å fungere mye mer som naturlige lemmer. Ved hjelp av muskeltransplantasjoner og tilbakemeldinger fra eksisterende nerver, vil amputerte kunne fornemme hvor protesen deres er i rommet og føle hvor mye kraft som blir brukt på dem.
Denne typen system kan bidra til å redusere hastigheten der pasienter bestemmer seg for å avvise protesene sine, som er rundt 20 prosent.
Vi snakker om en dramatisk forbedring i pasientbehandlingen, sier Hugh Herr, SM '93, professor i mediekunst og vitenskap og seniorforfatter av studien. Han legger til at til nå har det ikke vært noen robust nevrale metode for en person som bruker en protese etter amputasjon av lemmer for å føle hvor proteselemmet er i rommet, eller for å føle krefter påført det.
I den nye studien, som dukket opp i Vitenskap Robotikk , viste forskerne hos rotter at teknikken deres genererer sensorisk tilbakemelding fra muskler og sener til nervesystemet, som skal kunne formidle informasjon om plasseringen av en proteselem og kreftene som påføres den. De planlegger nå å begynne å implementere denne tilnærmingen hos amputerte mennesker, inkludert Herr, hvis ben ble amputert under kneet da han var 17.
Operasjonen tar sikte på å gjenopprette noe av det fysiske grunnlaget for propriosepsjon, kroppens følelse av egen posisjon og bevegelse. De fleste musklene som kontrollerer bevegelser av lemmer forekommer i det som er kjent som agonist-antagonist-par: en muskel strekker seg når den andre trekker seg sammen, og begge sender sensorisk informasjon tilbake til hjernen. Uten disse muskelparene, som er kuttet ved en konvensjonell amputasjon, har folk som bruker kunstige lemmer ingen mulighet til å føle hvor disse lemmene er.
De må visuelt følge hendene eller lemmene, fordi det ikke er noen tilbakemelding fra enheten eller gjenværende lem som forteller hjernen deres hvor protesene deres er i rommet, sier Shriya Srinivasan, en doktorgradsstudent ved Harvard-MIT-programmet i Helsevitenskap og teknologi (HST) og oppgavens hovedforfatter.
Selv etter at musklene er kuttet, forblir nervene som sendte signaler til det amputerte lemmet intakt hos mange amputerte. De overlevende nervene er nøkkelen til det nye systemet: de kan kobles til muskelpar podet fra en annen del av kroppen og til et kontrollsystem Herrs laboratorium er nå i ferd med å utvikle, som inkluderer en mikroprosessor som vil oversette nervesignaler til instruksjoner for å flytte protetiske lem.
Når hjernen sender signaler som instruerer et lem til å bevege seg, vil en av de podede musklene trekke seg sammen og agonisten vil strekke seg, og gir nevrale tilbakemeldinger som lar pasienten føle hvor lemmet er i rommet.
Ved å bruke dette rammeverket vil pasienten slippe å tenke på hvordan han skal kontrollere sitt kunstige lem, sier Herr. Når en pasient forestiller seg å bevege fantomlemmet, vil signaler sendes gjennom nerver til de kirurgisk konstruerte muskelparene. Implanterte muskelelektroder vil da registrere disse signalene for kontroll av syntetiske motorer i den eksterne protesen.