Kaki Prostetik yang Dikendalikan oleh Sistem Saraf Seseorang Membawa Gaya Berjalan Alami

Ikuti Drugslib di

Ditinjau secara medis oleh Carmen Pope, BPharm. Terakhir diperbarui pada 1 Juli 2024.

Oleh Dennis Thompson HealthDay Reporter

SENIN, 1 Juli 2024 -- Kaki palsu yang “cerdas” dapat membantu orang yang diamputasi mencapai gaya berjalan yang alami, namun hal ini dilakukan melalui sensor robot dan algoritme yang mendorong anggota tubuh ke depan dengan kecepatan yang telah ditentukan.

A Cara yang lebih baik adalah dengan memberi orang kendali penuh atas anggota tubuh melalui sistem saraf mereka -- dan itulah yang dikatakan oleh tim peneliti MIT.

Prosedur bedah eksperimental yang dikombinasikan dengan anggota tubuh robotik mutakhir dapat mengembalikan gaya berjalan yang benar-benar alami, yang sepenuhnya dikendalikan oleh sistem saraf seseorang, demikian laporan para peneliti dalam jurnal Pengobatan Alami.

Prosedur ini menghubungkan kembali otot-otot pada sisa anggota tubuh, sehingga pasien dapat menerima umpan balik yang akurat dan real-time tentang posisi kaki palsu mereka saat berjalan, jelas peneliti.

Tujuh pasien yang menjalani operasi ini mampu berjalan lebih cepat, menghindari rintangan, dan menaiki tangga dengan lebih alami dibandingkan orang yang menjalani amputasi tradisional.

“Belum ada yang mampu menunjukkan tingkat kendali otak seperti ini. yang menghasilkan gaya berjalan alami, di mana sistem saraf manusia mengendalikan gerakan, bukan algoritma kontrol robot,” kata peneliti senior Hugh Herr, salah satu direktur K. Lisa Yang Center for Bionics di MIT.

Sebagian besar gerakan lengan dan kaki dikendalikan oleh sepasang otot yang secara bergiliran meregang dan berkontraksi, kata para peneliti dalam catatan latar belakang.

Amputasi tradisional di bawah lutut mengganggu interaksi otot-otot yang dipasangkan ini, sehingga menyulitkan sistem saraf untuk melacak dan mengontrol gerakan.

Akibatnya, orang dengan amputasi semacam itu kesulitan mengontrol kaki palsu karena mereka tidak dapat secara akurat merasakan di mana letak kaki tersebut. Mereka harus bergantung pada pengontrol dan sensor robot untuk menentukan gaya berjalan dan menyesuaikan diri dengan lereng dan rintangan.

Untuk membantu manusia mencapai kontrol saraf penuh atas kaki palsu mereka, Herr dan rekan-rekannya mengembangkan apa yang mereka sebut agonis-antagonis. operasi antarmuka myoneural (AMI).

Alih-alih hanya memutuskan pasangan otot, operasi AMI malah menghubungkan kedua ujung otot. Dengan begitu, mereka tetap berkomunikasi secara dinamis satu sama lain di dalam bagian kiri kaki.

Operasi AMI dapat dilakukan selama amputasi, atau selama prosedur lanjutan setelah amputasi awal, kata peneliti.

Sebuah studi pada tahun 2021 yang dilakukan oleh laboratorium Herr menemukan bahwa otot-otot anggota tubuh yang diobati dengan operasi AMI menghasilkan sinyal listrik yang serupa dengan yang dipancarkan oleh anggota tubuh yang utuh.

Sebagai langkah selanjutnya, para peneliti mulai mencari tahu cara cara bagi sinyal listrik tersebut untuk menghasilkan perintah ke anggota tubuh palsu, dan pada saat yang sama menerima umpan balik dari anggota tubuh tersebut tentang posisinya saat berjalan.

Dengan begitu, pasien yang diamputasi akibat operasi AMI dapat mengontrol kaki palsu dan menggunakan umpan balik untuk secara otomatis menyesuaikan gaya berjalan sesuai kebutuhan.

Studi baru ini menunjukkan bahwa umpan balik sensorik memang menghasilkan gerakan yang halus dan halus. kemampuan mendekati alami untuk berjalan dan melewati rintangan.

Dalam studi tersebut, para peneliti membandingkan tujuh pasien AMI yang diamputasi dengan tujuh orang yang menjalani amputasi tradisional di bawah lutut.

Semua peserta menggunakan jenis kaki bionik yang sama -- prostesis dengan pergelangan kaki bertenaga, dilengkapi dengan elektroda yang dapat menerima sinyal listrik dari kelompok otot utama kaki.

Sinyal-sinyal ini dimasukkan ke dalam pengontrol robotik yang membantu prostesis menghitung seberapa banyak pergelangan kaki harus ditekuk, berapa banyak torsi yang harus diterapkan, dan berapa banyak tenaga yang harus dihasilkan.

Para peneliti menguji semua orang yang diamputasi dengan level -berjalan di darat, mendaki lereng, menuruni tanjakan, naik turun tangga, dan berjalan di permukaan datar sambil menghindari rintangan.

Mereka yang menjalani operasi amputasi AMI mampu berjalan lebih cepat, dengan kecepatan yang hampir sama dengan orang yang tidak diamputasi.

Mereka juga lebih mudah melewati rintangan dan memiliki gerakan yang lebih alami, berdasarkan hasil penelitian. Mereka lebih mampu mengkoordinasikan gerakan kaki palsunya dengan gerakan kaki aslinya, dan dapat mendorong tanah dengan kekuatan yang sama dengan seseorang yang tidak diamputasi.

“Kelompok yang tidak memiliki AMI, mereka bisa berjalan, tetapi gerakan prostetiknya tidak alami, dan gerakan mereka umumnya lebih lambat,” kata Herr. dalam rilis berita MIT.

Menariknya, peningkatan pergerakan terjadi meskipun jumlah umpan balik sensorik yang diberikan oleh AMI kurang dari 20% dari yang biasanya diterima oleh orang-orang yang kakinya masih utuh, catat para peneliti.

“Salah satu temuan utama di sini adalah bahwa peningkatan kecil dalam umpan balik saraf dari anggota tubuh Anda yang diamputasi dapat memulihkan pengendalian saraf bionik secara signifikan, ke titik di mana Anda memungkinkan orang untuk secara langsung mengontrol kecepatan berjalan secara saraf, beradaptasi dengan medan yang berbeda dan hindari rintangan,” kata peneliti utama Hyungeun Song, seorang peneliti postdoctoral di Media MIT Lab.

Tujuan Herr pada akhirnya adalah “membangun kembali” tubuh manusia dengan menempelkan prostesis ke anggota tubuh sedemikian rupa sehingga membuatnya terasa alami dan normal.

“Masalah dengan pendekatan jangka panjang tersebut adalah pengguna tidak akan pernah merasa menyatu dengan prostesisnya. Mereka tidak akan pernah menganggap prostesis sebagai bagian dari tubuh mereka, bagian dari diri mereka sendiri,” kata Herr. “Pendekatan yang kami ambil adalah mencoba menghubungkan otak manusia dengan elektromekanik secara komprehensif.”

Sumber

  • MIT, rilis berita, 1 Juli 2024

    • Penafian: Data statistik dalam artikel medis memberikan tren umum dan tidak berkaitan dengan individu. Faktor individu bisa sangat bervariasi. Selalu mencari nasihat medis yang dipersonalisasi untuk keputusan perawatan kesehatan individu.

    Sumber: Hari Kesehatan

    Diposting : 2024-07-02 01:15

    Baca selengkapnya

    Penafian

    Segala upaya telah dilakukan untuk memastikan bahwa informasi yang diberikan oleh Drugslib.com akurat, terkini -tanggal, dan lengkap, namun tidak ada jaminan mengenai hal tersebut. Informasi obat yang terkandung di sini mungkin sensitif terhadap waktu. Informasi Drugslib.com telah dikumpulkan untuk digunakan oleh praktisi kesehatan dan konsumen di Amerika Serikat dan oleh karena itu Drugslib.com tidak menjamin bahwa penggunaan di luar Amerika Serikat adalah tepat, kecuali dinyatakan sebaliknya. Informasi obat Drugslib.com tidak mendukung obat, mendiagnosis pasien, atau merekomendasikan terapi. Informasi obat Drugslib.com adalah sumber informasi yang dirancang untuk membantu praktisi layanan kesehatan berlisensi dalam merawat pasien mereka dan/atau untuk melayani konsumen yang memandang layanan ini sebagai pelengkap, dan bukan pengganti, keahlian, keterampilan, pengetahuan, dan penilaian layanan kesehatan. praktisi.

    Tidak adanya peringatan untuk suatu obat atau kombinasi obat sama sekali tidak boleh ditafsirkan sebagai indikasi bahwa obat atau kombinasi obat tersebut aman, efektif, atau sesuai untuk pasien tertentu. Drugslib.com tidak bertanggung jawab atas segala aspek layanan kesehatan yang diberikan dengan bantuan informasi yang disediakan Drugslib.com. Informasi yang terkandung di sini tidak dimaksudkan untuk mencakup semua kemungkinan penggunaan, petunjuk, tindakan pencegahan, peringatan, interaksi obat, reaksi alergi, atau efek samping. Jika Anda memiliki pertanyaan tentang obat yang Anda konsumsi, tanyakan kepada dokter, perawat, atau apoteker Anda.

    Kata Kunci Populer