211service.com
Proteser du kan mærke
En ny kirurgisk teknik udtænkt af MIT-forskere kunne tillade protetiske lemmer at arbejde meget mere som naturlige lemmer. Ved hjælp af muskeltransplantater og feedback fra eksisterende nerver ville amputerede kunne fornemme, hvor deres proteser er i rummet og mærke, hvor meget kraft der bliver påført dem.
Denne type system kan hjælpe med at reducere den hastighed, hvormed patienter beslutter sig for at afvise deres protetiske lemmer, hvilket er omkring 20 procent.
Vi taler om en dramatisk forbedring af patientbehandlingen, siger Hugh Herr, SM '93, professor i mediekunst og -videnskab og seniorforfatter af undersøgelsen. Han tilføjer, at der indtil nu ikke har været nogen robust neural metode for en person, der bruger en protese efter amputation af lemmer til at fornemme, hvor proteselem er i rummet, eller for at føle kræfter påført det.
I den nye undersøgelse, som dukkede op i Videnskab robotik , påviste forskerne hos rotter, at deres teknik genererer sensorisk feedback fra muskler og sener til nervesystemet, som skulle være i stand til at formidle information om en proteselems placering og de kræfter, der påføres den. De planlægger nu at begynde at implementere denne fremgangsmåde hos amputerede mennesker, inklusive Herr, hvis ben blev amputeret under knæet, da han var 17.
Operationen har til formål at genoprette noget af det fysiske grundlag for proprioception, kroppens følelse af egen position og bevægelse. De fleste muskler, der styrer lemmerbevægelser, forekommer i det, der er kendt som agonist-antagonist-par: en muskel strækkes, når den anden trækker sig sammen, og begge sender sensorisk information tilbage til hjernen. Uden disse muskelpar, som er afskåret ved en konventionel amputation, har folk, der bruger kunstige lemmer, ingen mulighed for at fornemme, hvor disse lemmer er.
De skal visuelt følge deres hænder eller deres lemmer, fordi der ikke er nogen feedback fra enheden eller resterende lemmer, der fortæller deres hjerne, hvor deres protetiske lemmer er i rummet, siger Shriya Srinivasan, en kandidatstuderende ved Harvard-MIT-programmet i Sundhedsvidenskab og teknologi (HST) og papirets hovedforfatter.
Selv efter at musklerne er overskåret, forbliver nerverne, der sendte signaler til det amputerede lem, intakte hos mange amputerede. Disse overlevende nerver er nøglen til det nye system: de kan forbindes til muskelpar podet fra en anden del af kroppen og til et kontrolsystem Herrs laboratorium er nu ved at udvikle, som omfatter en mikroprocessor, der vil oversætte nervesignaler til instruktioner til at flytte protese.
Når hjernen sender signaler, der instruerer et lem til at bevæge sig, vil en af de transplanterede muskler trække sig sammen, og dens agonist vil udvide sig, hvilket giver neural feedback, der gør det muligt for patienten at mærke, hvor lemmet er i rummet.
Ved at bruge denne ramme behøver patienten ikke at tænke på, hvordan man kontrollerer deres kunstige lem, siger Herr. Når en patient forestiller sig at flytte deres fantomlem, vil signaler blive sendt gennem nerver til de kirurgisk konstruerede muskelpar. Implanterede muskelelektroder vil derefter registrere disse signaler til styring af syntetiske motorer i den eksterne protese.