Хирургические и инженерные инновации обеспечивают беспрецедентный контроль над каждым пальцем бионической руки

Заполните форму ниже, и мы вышлем вам по электронной почте PDF-версию книги «Хирургические и инженерные инновации обеспечивают беспрецедентный контроль над каждым пальцем бионической руки».

Заполните форму ниже, чтобы разблокировать доступ ко ВСЕМ аудиостатьям.

Протезы конечностей являются наиболее распространенным решением для замены утраченной конечности. Однако ими трудно управлять, и они часто ненадежны, поскольку в их распоряжении всего пара движений. Остаточные мышцы культи являются предпочтительным источником контроля для бионических рук. Это связано с тем, что пациенты могут сокращать мышцы по своему желанию, а электрическая активность, генерируемая сокращениями, может быть использована для указания протезной руке, что делать, например, открыть или закрыть. Основная проблема на более высоких уровнях ампутации, например, выше локтя, заключается в том, что остается не так много мышц, чтобы управлять многими роботизированными суставами, необходимыми для реального восстановления функции руки и кисти.

Многопрофильная команда хирургов и инженеров обошла эту проблему, изменив конфигурацию культи и интегрировав датчики и скелетный имплантат для электрического и механического соединения с протезом. Рассекая периферические нервы и перераспределяя их по новым мышечным мишеням, используемым в качестве биологических усилителей, бионический протез теперь может получить доступ к гораздо большему количеству информации, поэтому пользователь может по своему желанию управлять многими роботизированными суставами (видео: youtu.be/h1N-vKku0hg).

Исследование возглавил профессор Макс Ортис Каталан, директор-основатель Центра бионики и исследований боли (CBPR) в Швеции, руководитель исследования нейропротезирования в Институте бионики в Австралии и профессор бионики в Технологическом университете Чалмерса в Швеции.

«В этой статье мы показываем, что переподключение нервов к различным мышечным объектам распределенным и одновременным образом не только возможно, но и способствует улучшению протезного контроля. Ключевой особенностью нашей работы является то, что у нас есть возможность клинически реализовать более совершенные хирургические процедуры и встроить датчики в нервно-мышечные конструкции во время операции, которые мы затем подключаем к электронной системе протеза через остеоинтегрированный интерфейс. Алгоритмы искусственного интеллекта позаботятся обо всем остальном».

Подпишитесь на ежедневный информационный бюллетень Technology Networks, чтобы каждый день доставлять последние научные новости прямо на ваш почтовый ящик.

Протезы конечностей обычно прикрепляются к телу с помощью гнезда, которое сжимает оставшуюся конечность, вызывая дискомфорт и механически нестабильно. Альтернативой прикреплению лунки является использование титанового имплантата, помещаемого в остаточную кость, которая прочно фиксируется – это известно как остеоинтеграция. Такое скелетное крепление позволяет обеспечить удобное и более эффективное механическое соединение протеза с телом.

«Приятно видеть, что наши передовые хирургические и инженерные инновации могут обеспечить такой высокий уровень функциональности человеку с ампутацией руки. Это достижение основано на более чем 30-летнем постепенном развитии концепции, в котором я горжусь своим вкладом», — комментирует доктор Рикард Бронемарк, научный сотрудник Массачусетского технологического института, доцент Гетеборгского университета, генеральный директор Integrum, ведущий эксперт по остеоинтеграции. для протезов конечностей, которым проводилась имплантация интерфейса.

Операция прошла в университетской больнице Сальгренска, Швеция, где находится CBPR. Процедуру нервно-мышечной реконструкции проводил доктор Паоло Сассу, который также руководил первой трансплантацией руки, проведенной в Скандинавии.

«Невероятное путешествие, которое мы предприняли вместе с бионическими инженерами CBPR, позволило нам объединить новые микрохирургические методы со сложными имплантированными электродами, которые обеспечивают управление протезом руки одним пальцем, а также сенсорную обратную связь. Пациенты, перенесшие ампутацию руки, теперь могут увидеть светлое будущее», — говорит доктор Сассу, который в настоящее время работает в Istituto Ortopedico Rizzoli в Италии.