Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali system, który może zapewnić osobom po amputacjach bardziej precyzyjną kontrolę nad protezami. Nowa technologia wykorzystuje miniaturowe magnesy, które umieszcza się wewnątrz tkanki mięśniowej.
![](https://forumleczeniaran.pl/wp-content/uploads/2021/08/153256633_l-scaled.jpg)
Osoby po amputacjach uzyskują kontrolę nad bionicznymi kończynami dzięki połączeniu protezy z obwodowym układem nerwowym. Aktywność elektryczna w pozostałej po amputacji tkance mięśniowej jest rejestrowana, a następnie przekazywana do bionicznej kończyny, co umożliwia poruszanie nią.
Naukowcy z MIT opracowali nową metodę rejestracji impulsów elektrycznych w mięśniach, która ma pozwolić na lepszą kontrolę nad protezą, a przy tym jest mniej inwazyjna i wymaga mniejszych nakładów finansowych niż metody stosowane dotychczas. Wyniki badań nad nową technologią opublikowano w czasopiśmie naukowym „Science Robotics”.
Precyzyjne pomiary
Metoda określana jako magnetomikrometria polega na umieszczeniu wewnątrz tkanki mięśniowej magnesów o średnicy ok. 3 mm. Magnesy są zamieszczane w tkance parami. Następnie na zewnętrznej stronie kończyny, na ubraniu lub protezie zamieszczane są czujniki magnetyczne. Pomiar tego, w jaki sposób magnesy poruszają się względem siebie nawzajem wewnątrz tkanki, pozwala określić, jak szybko i w jakim stopniu mięsień ulega skurczowi. Pomiar jest dokonywany w ciągu zaledwie 3 milisekund.
Pozyskane w ten sposób dane mogą następnie zostać przekazane do komputera, który za pomocą matematycznego modelowania przewidzi, gdzie w przestrzeni powinna się znaleźć fantomowa kończyna, i przekaże tę informację do robotycznej protezy. Dzięki temu pacjent zyskałby pełną kontrolę nad ruchem bionicznej kończyny.
Większa skuteczność, mniejsze koszty
Dotychczas w praktyce klinicznej do sterowania bionicznymi kończynami wykorzystywano elektromiografię (EMG). Technologia ta polega na umieszczeniu elektrod na powierzchni skóry lub chirurgicznym implementowaniu ich do wewnątrz mięśnia. Procedura ta wiąże się z dużą inwazyjnością i wysokimi kosztami. W przeciwieństwie do magnetomikrometrii pozwala też jedynie na pomiar aktywności elektrycznej, ale nie długości lub szybkości skurczu mięśni w kikucie.
Jak wyjaśnia prof. Cameron Taylor, jeden z głównych autorów projektu, na tym polega przewaga nowej metody:
– Kontrola nad protezą uzyskana dzięki EMG opiera się na sygnałach pośrednich. Widzisz to, co mózg mówi mięśniowi, ale nie to, co mięsień faktycznie robi. Za pomocą magnetomikrometrii analizujemy bezpośrednio, w jaki sposób kończyna się porusza.
W planach badania z udziałem ludzi
Dotychczas nowa technologia została przetestowana z wykorzystaniem zwierząt laboratoryjnych. Autorzy projektu zamierzają w ciągu kilku następnych lat rozpocząć badania z udziałem osób, które przeszły amputację poniżej kolana. Zdaniem naukowców nowa technologia może znaleźć zastosowanie również w leczeniu pacjentów po urazach rdzenia kręgowego oraz osób z dysfunkcjami tkanki mięśniowej spowodowanymi np. udarem.
Źródło: sciencedaily.com