Implantované magnety zjednodušia ovládanie protetickej ruky
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 16. 9. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Hoci viaceré skupiny vyvíjajú protézy rúk ovládané myšlienkami, väčšina zariadení si vyžaduje implantovanie elektród alebo inej pomerne zložitej elektroniky do tela človeka s amputovanou končatinou. To však nie je prípad nového systému, ktorý pracuje s malými inertnými implantovanými magnetmi.
V prípade väčšiny protéz rúk ovládaných myšlienkami sa elektródy implantujú do zvyšku pahýľa ruky používateľa alebo dokonca do mozgu. Keď človek myslí na pohyb prstov ruky určitým spôsobom, tieto elektródy zaznamenávajú nervové signály, ktoré sa šíria z mozgu smerom k ruke. Integrovaná elektronika prekladá tieto signály na príkazy, ktoré sa prenášajú do servopohonov ruky a spôsobujú, že prsty sa pohybujú podľa potreby.
Talianski vedci zo školy Scuola Superiore Sant'Anna (Škola pokročilých štúdií Sant'Anna) sa pod vedením profesora Christiana Ciprianiho rozhodli vyvinúť jednoduchšiu, ale výkonnejšiu alternatívu. Výsledný systém vyskúšali na 34-ročnom testovacom subjekte menom Daniel, ktorý v septembri 2022 prišiel pri nehode o ľavú ruku.
Využitím skenov magnetickej rezonancie a elektromyografie (monitorovanie elektrickej aktivity vo svalovom tkanive) začali vedci zisťovaním, ako sa svaly v Danielovom pahýli ľavej ruky sťahovali, keď myslel na pohyb prstov chýbajúcej ruky. Daniel sa stal vhodným príjemcom čiastočne aj preto, že už pociťoval fantómovú končatinu. To je bežný jav, pri ktorom ľudia po amputácii stále pociťujú prítomnosť chýbajúcej končatiny.
Na základe svojich pozorovaní výskumníci implantovali šesť malých magnetov do niektorých kľúčových svalov, pričom každý bol veľký len niekoľko milimetrov. Potom Danielovi nasadili protézu ruky Mia-Hand, ktorej súčasťou bola manžeta z uhlíkových vlákien, ktorá sa nosila na pahýli ruky.
Keď sa svaly na tejto ruke stiahli v reakcii na jeho myšlienky o pohybe prstov, snímače magnetického poľa v manžete zaznamenali zodpovedajúce pohyby implantovaných magnetov. V závislosti od toho, ktoré magnety / svaly sa akým spôsobom pohybovali, boli prsty protetickej ruky vyzvané, aby sa pohybovali príslušným spôsobom.
V doteraz vykonaných testoch Daniel použil takzvanú myokinetickú ruku na vykonávanie úloh, ako je otváranie pohára, používanie skrutkovača, zatváranie vrecka so zipsom, rezanie nožom, plus zdvíhanie a premiestňovanie rôznych predmetov. Dokázal tiež modulovať silu úchopu pri manipulácii s krehkými predmetmi.
„Skúška na prvom pacientovi bola úspešná,“ hovorí Cipriani. „Sme pripravení rozšíriť tieto výsledky na širšie spektrum amputácií.“
Článok o štúdii, ktorá je súčasťou projektu MYKI Európskej rady pre výskum, bol nedávno uverejnený v magazíne Science Robotics. Daniela môžete vidieť, ako používa ruku, vo videu na začiatku článku alebo priamo TU.
