Προσθετικά πόδια που ελέγχονται από το δικό του νευρωνικό σύστημα του ατόμου Φέρνουν φυσικό βάδισμα

Ακολουθήστε το Drugslib

Ιατρικά ελεγμένο από την Carmen Pope, BPharm. Τελευταία ενημέρωση την 1η Ιουλίου 2024.

Από τον Dennis Thompson HealthDay Reporter

ΔΕΥΤΕΡΑ, 1 Ιουλίου 2024 -- Τα «έξυπνα» προσθετικά πόδια μπορούν να βοηθήσουν τους ακρωτηριασμένους να επιτύχουν ένα φυσικό βάδισμα, αλλά αυτό γίνεται μέσω ρομποτικών αισθητήρων και αλγορίθμων που οδηγούν το άκρο προς τα εμπρός με προκαθορισμένους ρυθμούς.

A. Ο καλύτερος τρόπος θα ήταν να δίνουμε στους ανθρώπους τον πλήρη έλεγχο του άκρου μέσω του νευρικού τους συστήματος -- και αυτό ακριβώς λέει μια ερευνητική ομάδα του MIT ότι έχει γίνει.

Μια πειραματική χειρουργική επέμβαση σε συνδυασμό με ένα ρομποτικό άκρο αιχμής μπορεί να αποκαταστήσει ένα εντελώς φυσικό βάδισμα, που καθοδηγείται πλήρως από το νευρικό σύστημα ενός ατόμου, αναφέρουν ερευνητές στο τεύχος της 1ης Ιουλίου του περιοδικού Nature Medicine.

Η διαδικασία επανασυνδέει τους μύες στο υπολειπόμενο άκρο, επιτρέποντας στους ασθενείς να λαμβάνουν ακριβείς, σε πραγματικό χρόνο σχόλια σχετικά με τη θέση του προσθετικού τους μέλους ενώ περπατούν, εξήγησαν οι ερευνητές.

Επτά ασθενείς που έκαναν αυτή τη χειρουργική επέμβαση μπόρεσαν να περπατήσουν πιο γρήγορα, να αποφύγουν τα εμπόδια και να ανέβουν σκάλες πολύ πιο φυσικά από άτομα με παραδοσιακό ακρωτηριασμό.

«Κανείς δεν μπόρεσε να δείξει αυτό το επίπεδο ελέγχου του εγκεφάλου. που παράγει ένα φυσικό βάδισμα, όπου το νευρικό σύστημα του ανθρώπου ελέγχει την κίνηση, όχι ένας αλγόριθμος ρομποτικού ελέγχου», δήλωσε ο ανώτερος ερευνητής Hugh Herr, συνδιευθυντής του Κέντρου Βιονικής K. Lisa Yang στο MIT.

Οι περισσότερες κινήσεις των χεριών και των ποδιών ελέγχονται από ζεύγη μυών που εκ περιτροπής τεντώνονται και συστέλλονται, είπαν οι ερευνητές στις σημειώσεις του φόντου.

Ένας παραδοσιακός ακρωτηριασμός κάτω από το γόνατο διαταράσσει την αλληλεπίδραση αυτών των ζευγαρωμένων μυών. καθιστώντας δύσκολη την παρακολούθηση και τον έλεγχο της κίνησης από το νευρικό σύστημα.

Ως αποτέλεσμα, τα άτομα με τέτοιου είδους ακρωτηριασμό αγωνίζονται να ελέγξουν ένα προσθετικό πόδι επειδή δεν μπορούν να αντιληφθούν με ακρίβεια πού βρίσκεται το πόδι στο διάστημα. Πρέπει να βασίζονται σε ρομποτικούς ελεγκτές και αισθητήρες για να δημιουργήσουν ένα βάδισμα και να προσαρμοστούν στις πλαγιές και στα εμπόδια.

Για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να επιτύχουν τον πλήρη νευρικό έλεγχο των προσθετικών ποδιών τους, ο Χερ και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν αυτό που αποκαλούν αγωνιστή-ανταγωνιστή. Χειρουργική επέμβαση μυονευρικής διεπαφής (AMI).

Αντί απλώς να αποκόψετε μυϊκά ζεύγη, η χειρουργική επέμβαση AMI συνδέει τα δύο άκρα των μυών. Με αυτόν τον τρόπο εξακολουθούν να επικοινωνούν δυναμικά μεταξύ τους μέσα σε ό,τι έχει απομείνει από το πόδι.

Η επέμβαση AMI μπορεί να γίνει κατά τη διάρκεια ενός ακρωτηριασμού ή κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας παρακολούθησης μετά τον αρχικό ακρωτηριασμό, είπαν οι ερευνητές.

>

Μια μελέτη του 2021 από το εργαστήριο του Herr διαπίστωσε ότι οι μύες ενός άκρου που υποβλήθηκε σε χειρουργική επέμβαση AMI παρήγαγαν ηλεκτρικά σήματα παρόμοια με αυτά που εκπέμπονται από το άθικτο άκρο τους.

Σε επόμενο βήμα, οι ερευνητές άρχισαν να ανακαλύπτουν ένα τρόπος για αυτά τα ηλεκτρικά σήματα να παράγουν εντολές σε ένα προσθετικό μέλος και ταυτόχρονα να λαμβάνουν ανατροφοδότηση από το άκρο σχετικά με τη θέση του κατά τη βάδιση.

Με αυτόν τον τρόπο, ένας ακρωτηριασμένος σε χειρουργική επέμβαση AMI θα μπορούσε να ελέγξει ένα προσθετικό πόδι και να χρησιμοποιήσει την ανατροφοδότηση για να προσαρμόσει αυτόματα το βάδισμά του όπως χρειάζεται.

Η νέα μελέτη δείχνει ότι η αισθητηριακή ανάδραση μεταφράζεται πράγματι σε ομαλή σχεδόν φυσική ικανότητα να περπατά και να πλοηγείται σε εμπόδια.

Στη μελέτη, οι ερευνητές συνέκριναν επτά ακρωτηριασμούς AMI με επτά άτομα που είχαν παραδοσιακούς ακρωτηριασμούς κάτω από το γόνατο.

Όλοι οι συμμετέχοντες χρησιμοποίησαν τον ίδιο τύπο βιονικού ποδιού -- μια πρόθεση με τροφοδοτούμενο αστράγαλο, εξοπλισμένα με ηλεκτρόδια που μπορούν να λαμβάνουν ηλεκτρικά σήματα από τις κύριες μυϊκές ομάδες του ποδιού.

Αυτά τα σήματα τροφοδοτούνται σε έναν ρομποτικό ελεγκτή που βοηθά την πρόσθεση να υπολογίσει πόσο να λυγίσει τον αστράγαλο, πόση ροπή να εφαρμόσει και πόση δύναμη θα δώσει.

Οι ερευνητές εξέτασαν όλους τους ακρωτηριασμένους με επίπεδο. -περπάτημα στο έδαφος, ανηφόρα σε μια πλαγιά, περπάτημα σε ράμπα, ανέβασμα και κατέβασμα σκαλοπατιών και βόλτα σε επίπεδη επιφάνεια αποφεύγοντας τα εμπόδια.

Όσοι είχαν υποβληθεί σε χειρουργική επέμβαση ακρωτηριασμού AMI μπορούσαν να περπατήσουν γρηγορότερα, περίπου με τον ίδιο ρυθμό με τους ανθρώπους χωρίς ακρωτηριασμούς.

Επίσης, ξεπέρασαν τα εμπόδια πιο εύκολα και είχαν πιο φυσική κίνηση, δείχνουν τα αποτελέσματα. Ήταν καλύτερα σε θέση να συντονίσουν την κίνηση του προσθετικού τους μέλους με αυτή του φυσικού τους μέλους και μπορούσαν να ωθήσουν από το έδαφος με περίπου την ίδια δύναμη όπως κάποιος χωρίς ακρωτηριασμό.

"Η ομάδα που δεν είχε AMI, ήταν σε θέση να περπατήσει, αλλά οι προσθετικές κινήσεις δεν ήταν φυσικές και οι κινήσεις τους ήταν γενικά πιο αργές", είπε ο Χερ. Σε ένα δελτίο ειδήσεων του MIT.

Είναι ενδιαφέρον ότι η βελτιωμένη κίνηση σημειώθηκε ακόμη και αν η ποσότητα της αισθητηριακής ανατροφοδότησης που παρέχεται από την AMI είναι μικρότερη από το 20% αυτής που συνήθως λαμβάνεται από άτομα που έχουν ακόμα γεμάτο πόδι, σημείωσαν οι ερευνητές.

"Ένα από τα κύρια ευρήματα εδώ είναι ότι μια μικρή αύξηση της νευρικής ανάδρασης από το ακρωτηριασμένο άκρο σας μπορεί να αποκαταστήσει τη σημαντική βιονική νευρωνική ελέγχους, σε σημείο που επιτρέπει στους ανθρώπους να ελέγχουν άμεσα νευρικά την ταχύτητα του περπατήματος, να προσαρμόζονται σε διαφορετικά εδάφη και αποφύγετε τα εμπόδια», είπε ο επικεφαλής ερευνητής Hyungeun Song, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο MIT's Media Εργαστήριο.

Ο στόχος του Χερ είναι τελικά να «ξαναχτίσει» τα ανθρώπινα σώματα συνδέοντας προθέσεις στα άκρα με τρόπους που τα κάνουν να αισθάνονται φυσικά και φυσιολογικά.

"Το πρόβλημα με αυτήν τη μακροπρόθεσμη προσέγγιση είναι ότι ο χρήστης δεν θα ένιωθε ποτέ ενσαρκωμένος με την πρόσθεσή του. Δεν θα έβλεπαν ποτέ την πρόσθεση ως μέρος του σώματός τους, μέρος του εαυτού τους», είπε ο Χερ. "Η προσέγγιση που ακολουθούμε προσπαθεί να συνδέσει ολοκληρωμένα τον εγκέφαλο του ανθρώπου με την ηλεκτρομηχανική."

Πηγές

  • MIT, δελτίο ειδήσεων, 1 Ιουλίου 2024

    • Δήλωση αποποίησης ευθύνης: Τα στατιστικά δεδομένα σε ιατρικά άρθρα παρέχουν γενικές τάσεις και δεν αφορούν μεμονωμένα άτομα. Οι μεμονωμένοι παράγοντες μπορεί να διαφέρουν πολύ. Πάντα να αναζητάτε εξατομικευμένες ιατρικές συμβουλές για μεμονωμένες αποφάσεις υγειονομικής περίθαλψης.

    Πηγή: HealthDay

    Δημοσιεύτηκε : 2024-07-02 01:15

    Διαβάστε περισσότερα

    Αποποίηση ευθυνών

    Έχει καταβληθεί κάθε δυνατή προσπάθεια για να διασφαλιστεί ότι οι πληροφορίες που παρέχονται από το Drugslib.com είναι ακριβείς, μέχρι -ημερομηνία και πλήρης, αλλά δεν παρέχεται καμία εγγύηση για το σκοπό αυτό. Οι πληροφορίες φαρμάκων που περιέχονται εδώ μπορεί να είναι ευαίσθητες στο χρόνο. Οι πληροφορίες του Drugslib.com έχουν συγκεντρωθεί για χρήση από επαγγελματίες υγείας και καταναλωτές στις Ηνωμένες Πολιτείες και επομένως το Drugslib.com δεν εγγυάται ότι οι χρήσεις εκτός των Ηνωμένων Πολιτειών είναι κατάλληλες, εκτός εάν ρητά αναφέρεται διαφορετικά. Οι πληροφορίες φαρμάκων του Drugslib.com δεν υποστηρίζουν φάρμακα, δεν κάνουν διάγνωση ασθενών ή συνιστούν θεραπεία. Οι πληροφορίες για τα φάρμακα του Drugslib.com είναι ένας ενημερωτικός πόρος που έχει σχεδιαστεί για να βοηθά τους αδειοδοτημένους επαγγελματίες υγείας στη φροντίδα των ασθενών τους ή/και να εξυπηρετούν τους καταναλωτές που βλέπουν αυτήν την υπηρεσία ως συμπλήρωμα και όχι ως υποκατάστατο της τεχνογνωσίας, των δεξιοτήτων, της γνώσης και της κρίσης της υγειονομικής περίθαλψης επαγγελματίες.

    Η απουσία προειδοποίησης για ένα δεδομένο φάρμακο ή συνδυασμό φαρμάκων σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να ερμηνεύεται ως ένδειξη ότι το φάρμακο ή ο συνδυασμός φαρμάκων είναι ασφαλής, αποτελεσματικός ή κατάλληλος για οποιονδήποτε δεδομένο ασθενή. Το Drugslib.com δεν αναλαμβάνει καμία ευθύνη για οποιαδήποτε πτυχή της υγειονομικής περίθαλψης που παρέχεται με τη βοήθεια των πληροφοριών που παρέχει το Drugslib.com. Οι πληροφορίες που περιέχονται στο παρόν δεν προορίζονται να καλύψουν όλες τις πιθανές χρήσεις, οδηγίες, προφυλάξεις, προειδοποιήσεις, αλληλεπιδράσεις με φάρμακα, αλλεργικές αντιδράσεις ή ανεπιθύμητες ενέργειες. Εάν έχετε ερωτήσεις σχετικά με τα φάρμακα που παίρνετε, συμβουλευτείτε το γιατρό, τη νοσοκόμα ή τον φαρμακοποιό σας.

    Δημοφιλείς λέξεις-κλειδιά