Розроблено протез, що має чутливість, Medical Insider

«Ми використали остеоінтеграцію для створення довгострокової стабільної взаємодії між людиною та машиною. Штучна рука безпосередньо підключена до кістяка, забезпечуючи тим самим механічну стабільність. Управління діями людини пов'язане із системою управління апаратом через нервово-м'язові електроди. Це створює союз між тілом та машиною; між біологією та мехатронікою», - стверджують вчені.

Роботизовані протези теж можуть бути широко використані, але така система управління робить їх ненадійними та обмежує їхню функціональність, і пацієнти часто відкидають їх.

У цьому дослідженні рука пацієнта була ампутована понад десять років тому. Перед операцією його протез керувався за допомогою електродів, розміщених на шкірі. Тепер пацієнт мав систему управління, яка безпосередньо пов'язана з ним. Він працює водієм вантажівки на півночі Швеції, і після операції він справлявся з усіма ситуаціями самостійно.

Пацієнт є одним із перших у світі, який може відчувати за допомогою протезу. Оскільки імплантат є двонаправленим інтерфейсом, він може бути використаний, щоб посилати сигнали в протилежному напрямку - від протеза до мозку. Наступний крок дослідників – клінічно реалізовувати свої висновки на сенсорному зворотному зв'язку.

"Надійний зв'язок між протезом і тілом був недостатньою ланкою для клінічної реалізації нейронного контролю і сенсорного зворотного зв'язку", - стверджує Max Ortiz Catalan (Макс Ортіс Каталан). "Ми показали, що пацієнт має здатність відчувати дотик".

Нова технологія заснована на лікуванні Opra (остеоінтегровані протези для відновлення ампутованих кінцівок), де титановийімплантат хірургічним шляхом вставляється у кістку, фіксується у ньому з допомогою процесу, відомого як остеоінтеграція (Остео = кістки). Електроди імплантуються в нерви та м'язи як система інтерфейсів біологічного контролю. Ці електроди передають сигнали через остеоінтегровані імплантати до протезів, де сигнал розшифровується та здійснює рух.

Переваги нової технології:

Збільшення обсягу рухів, пацієнт може рухати суглобами, що залишилися вільно;

Протез легко приєднується та від'єднується;

Підвищення сенсорного зворотного зв'язку за рахунок прямої передачі сил та вібрацій у кістки (osseoperception);

Протез можна носити весь день, щодня;

Не потрібно жодних коригувань;

Імплантація електродів у нерви та м'язи означає, що:

Завдяки тісному зв'язку, пацієнти можуть керувати протезом з меншими зусиллями та точніше;

Пацієнт може рухати рукою в будь-якому положенні і зберігати при цьому контроль над протезом;

Інші сигнали можуть бути отримані від м'язів та нервів, щоб рухи були інтуїтивними;

Оскільки електроди імплантовані на шкірі, це не впливає на умови довкілля (холоду та тепла), які змінюють стан шкіри чи рухів;

Електроди в нервах можуть посилати сигнали в мозок як відчуттів, що надходять від протезів.

ДЕТАЛЬНІШЕ У НАУКОВІЙ СТАТТІ:

Ortiz-Catalan, Max; Hakansson, Bo; Branemark, Rickard (2014) An osseointegrated human-machine gateway for long-term sensory feedback and motor control of artificial limbs // Science Translational Medicine — vol. 6 (257) - p. 257re6

---