Protetické nohy ovládané vlastním nervovým systémem umožňují přirozenou chůzi

Sledujte Drugslib

Lékařsky zkontrolováno Carmen Pope, BPharm. Poslední aktualizace 1. července 2024.

Od Dennise Thompsona HealthDay Reporter

PONDĚLÍ, 1. července 2024 -- „Chytré“ protetické nohy mohou pomoci amputovaným dosáhnout přirozené chůze, ale děje se tak pomocí robotických senzorů a algoritmů, které pohánějí končetinu dopředu předem stanovenými rychlostmi.

A lepší způsob by bylo dát lidem plnou kontrolu nad končetinou prostřednictvím jejich nervového systému – a to je přesně to, co výzkumný tým MIT říká, že je hotovo.

Experimentální chirurgický zákrok v kombinaci se špičkovou robotickou končetinou může obnovit zcela přirozenou chůzi plně poháněnou vlastním nervovým systémem člověka, uvedli vědci v časopise z 1. července Přírodní medicína.

Procedura znovu spojuje svaly ve zbytkové končetině a umožňuje pacientům přijímat přesná zpětná vazba v reálném čase o poloze jejich protetické končetiny při chůzi, vysvětlili výzkumníci.

Sedm pacientů, kteří podstoupili tuto operaci, bylo schopno chodit rychleji, vyhýbat se překážkám a lézt po schodech mnohem přirozeněji než lidé s tradiční amputací.

„Nikdo nebyl schopen prokázat tuto úroveň kontroly mozku která vytváří přirozenou chůzi, kde pohyb řídí lidský nervový systém, nikoli robotický řídicí algoritmus,“ řekl vedoucí výzkumník Hugh Herr, spoluředitel K. Lisa Yang Center for Bionics na MIT.

Většina pohybu paží a nohou je řízena páry svalů, které se střídají v protahování a stahování, uvedli výzkumníci v poznámkách na pozadí.

Tradiční amputace pod kolenem narušuje interakci těchto párových svalů, ztěžuje nervovému systému sledování a kontrolu pohybu.

V důsledku toho mají lidé s tímto druhem amputace potíže s ovládáním protetické nohy, protože nemohou přesně vycítit, kde se noha v prostoru nachází. Musí se spoléhat na robotické ovladače a senzory, aby vytvořily chůzi a přizpůsobily se svahům a překážkám.

Aby pomohli lidem dosáhnout plné nervové kontroly nad jejich protetickými nohami, Herr a jeho kolegové vyvinuli to, čemu říkají agonista-antagonista operace myoneurálního rozhraní (AMI).

Namísto pouhého přerušení svalových párů spojuje operace AMI oba konce svalů. Tímto způsobem spolu stále dynamicky komunikují uvnitř toho, co zbylo z nohy.

Operaci AMI lze provést během amputace nebo během následného postupu po počáteční amputaci, uvedli vědci.

Studie z roku 2021 provedená Herrovou laboratoří zjistila, že svaly končetiny léčené operací AMI produkovaly elektrické signály podobné těm, které vysílá jejich neporušená končetina.

Jako další krok začali vědci zjišťovat způsob, jakým tyto elektrické signály generují příkazy protetické končetině a zároveň získávají z končetiny zpětnou vazbu o její poloze při chůzi.

Takto by amputovaný pacient po operaci AMI mohl ovládat protetickou nohu a využívat zpětnou vazbu k automatickému přizpůsobení chůze podle potřeby.

Nová studie ukazuje, že senzorická zpětná vazba se skutečně promítá do hladké, téměř přirozená schopnost chůze a navigace přes překážky.

Ve studii výzkumníci porovnávali sedm lidí s amputací AMI se sedmi lidmi, kteří měli tradiční amputace pod kolenem.

Všichni účastníci používali stejný typ bionické nohy – protézu s poháněným kotníkem, vybavené elektrodami, které mohou přijímat elektrické signály z hlavních svalových skupin nohy.

Tyto signály jsou přiváděny do robotického ovladače, který pomáhá protéze vypočítat, jak moc má ohnout kotník, jaký točivý moment použít a jakou sílu dodat.

Výzkumníci testovali všechny amputované osoby s úrovní -chůze po zemi, chůze do svahu, chůze po rampě, lezení po schodech nahoru a dolů a procházka po rovném povrchu a vyhýbání se překážkám.

Ti, kteří podstoupili amputační operaci AMI, byli schopni chodit rychleji, přibližně stejnou rychlostí jako lidé bez amputace.

Také snadněji procházeli překážkami a měli přirozenější pohyb, ukazují výsledky. Byli schopni lépe koordinovat pohyb své protetické končetiny s pohybem své přirozené končetiny a mohli se odrazit od země přibližně stejnou silou jako někdo bez amputace.

"Kohorta, která neměla AMI, byla schopná chodit, ale protetické pohyby nebyly přirozené a jejich pohyby byly obecně pomalejší," řekl Herr. v tiskové zprávě MIT.

Zajímavé je, že ke zlepšenému pohybu došlo, i když množství senzorické zpětné vazby poskytované AMI je méně než 20 % té, kterou běžně dostávají lidé, kteří mají stále celou nohu, poznamenali výzkumníci.

„Jedním z hlavních zjištění je, že malé zvýšení nervové zpětné vazby z vaší amputované končetiny může obnovit významnou bionickou nervovou ovladatelnost až do bodu, kdy lidem umožníte přímo nervově ovládat rychlost chůze, přizpůsobit se různému terénu a vyhýbat se překážkám,“ řekl vedoucí výzkumník Hyungeun Song, postdoktorandský výzkumník v MIT's Media Laboratoř.

Cílem Herra je nakonec „přestavba“ lidských těl navázáním protéz na končetiny tak, aby se cítila přirozeně a normálně.

„Problém tohoto dlouhodobého přístupu je v tom, že uživatel by se nikdy necítil být vtělen do své protézy. Nikdy by nepovažovali protézu za součást svého těla, jako součást sebe sama,“ řekl Herr. „Přístup, který volíme, se snaží komplexně propojit lidský mozek s elektromechanikou.“

Zdroje

  • MIT, tisková zpráva, 1. července 2024

    • Odmítnutí odpovědnosti: Statistická data v lékařských článcích poskytují obecné trendy a netýkají se jednotlivců. Jednotlivé faktory se mohou velmi lišit. Při individuálních rozhodnutích o zdravotní péči vždy vyhledejte osobní lékařskou pomoc.

    Zdroj: HealthDay

    Vyslán : 2024-07-02 01:15

    Přečtěte si více

    Odmítnutí odpovědnosti

    Vynaložili jsme veškeré úsilí, abychom zajistili, že informace poskytované na webu Drugslib.com jsou přesné a aktuální -datum a úplné, ale v tomto smyslu není poskytována žádná záruka. Informace o léčivech zde uvedené mohou být časově citlivé. Informace Drugslib.com byly sestaveny pro použití zdravotnickými lékaři a spotřebiteli ve Spojených státech, a proto Drugslib.com nezaručuje, že použití mimo Spojené státy jsou vhodné, pokud není výslovně uvedeno jinak. Informace o drogách na webu Drugslib.com nepodporují léky, nediagnostikují pacienty ani nedoporučují terapii. Informace o lécích na webu Drugslib.com jsou informačním zdrojem, který má pomáhat licencovaným lékařům v péči o jejich pacienty a/nebo sloužit spotřebitelům, kteří tuto službu vnímají jako doplněk, a nikoli náhradu za odborné znalosti, dovednosti, znalosti a úsudek zdravotní péče. praktikující.

    Neexistence varování pro daný lék nebo lékovou kombinaci by v žádném případě neměla být vykládána tak, že naznačuje, že lék nebo léková kombinace je pro daného pacienta bezpečná, účinná nebo vhodná. Drugslib.com nepřebírá žádnou odpovědnost za jakýkoli aspekt zdravotní péče poskytované s pomocí informací, které poskytuje Drugslib.com. Informace obsažené v tomto dokumentu nejsou určeny k pokrytí všech možných použití, pokynů, opatření, varování, lékových interakcí, alergických reakcí nebo nežádoucích účinků. Máte-li otázky týkající se léků, které užíváte, zeptejte se svého lékaře, zdravotní sestry nebo lékárníka.

    Populární klíčová slova