Kaki Prostetik yang Dikawal oleh Sistem Neural Orang Sendiri Membawa Gaya Berjalan Semulajadi

Ikuti Drugslib di

Disemak secara perubatan oleh Carmen Pope, BPharm. Kemas kini terakhir pada 1 Julai 2024.

Oleh Dennis Thompson HealthDay Reporter

ISNIN, 1 Julai 2024 -- Kaki palsu "Pintar" boleh membantu orang yang diamputasi mencapai gaya berjalan semula jadi, tetapi ia dilakukan melalui sensor dan algoritma robotik yang memacu anggota badan ke hadapan pada kadar yang telah ditetapkan.

A cara yang lebih baik ialah memberi orang kawalan penuh ke atas anggota badan melalui sistem saraf mereka -- dan itulah yang dikatakan pasukan penyelidik MIT bahawa ia telah dilakukan.

Prosedur pembedahan eksperimen yang digabungkan dengan anggota robot yang canggih boleh memulihkan gaya berjalan yang semula jadi sepenuhnya, didorong sepenuhnya oleh sistem saraf seseorang sendiri, lapor penyelidik dalam jurnal Perubatan Alam Semulajadi.

Prosedur menyambung semula otot-otot pada anggota sisa, membolehkan pesakit menerima maklum balas tepat masa nyata tentang kedudukan anggota prostetik mereka semasa berjalan, jelas penyelidik.

Tujuh pesakit yang menjalani pembedahan ini dapat berjalan dengan lebih pantas, mengelak halangan dan menaiki tangga dengan lebih semula jadi berbanding mereka yang mengalami amputasi tradisional.

“Tiada sesiapa yang dapat menunjukkan tahap kawalan otak ini. yang menghasilkan gaya berjalan semula jadi, di mana sistem saraf manusia mengawal pergerakan, bukan algoritma kawalan robot,” kata penyelidik kanan Hugh Herr, pengarah bersama Pusat Bionics K. Lisa Yang di MIT.

Kebanyakan pergerakan lengan dan kaki dikawal oleh sepasang otot yang secara bergilir-gilir meregang dan menguncup, kata penyelidik dalam nota latar belakang.

Amputasi tradisional di bawah lutut mengganggu interaksi otot berpasangan ini, menyukarkan sistem saraf untuk mengesan dan mengawal pergerakan.

Akibatnya, orang yang mengalami amputasi seperti itu bergelut untuk mengawal kaki palsu kerana mereka tidak dapat merasakan dengan tepat di mana kaki itu berada di angkasa. Mereka mesti bergantung pada pengawal dan penderia robotik untuk membuat gaya berjalan dan menyesuaikan diri dengan cerun dan halangan.

Untuk membantu orang ramai mencapai kawalan saraf penuh ke atas kaki palsu mereka, Herr dan rakan-rakannya membangunkan apa yang mereka panggil agonis-antagonis pembedahan antara muka mioneural (AMI).

Daripada hanya memutuskan pasangan otot, pembedahan AMI sebaliknya menghubungkan kedua-dua hujung otot. Dengan cara itu mereka masih berkomunikasi secara dinamik antara satu sama lain di dalam bahagian kaki yang tersisa.

Pembedahan AMI boleh dilakukan semasa amputasi, atau semasa prosedur susulan selepas amputasi awal, kata penyelidik.

Kajian 2021 oleh makmal Herr mendapati bahawa otot anggota badan yang dirawat dengan pembedahan AMI menghasilkan isyarat elektrik yang serupa dengan yang dipancarkan oleh anggota utuh mereka.

Sebagai langkah seterusnya, penyelidik mula memikirkan cara bagi isyarat elektrik tersebut untuk menjana arahan kepada anggota prostetik, dan pada masa yang sama menerima maklum balas daripada anggota mengenai kedudukannya semasa berjalan.

Dengan cara itu, amputasi pembedahan AMI boleh mengawal kedua-dua kaki palsu dan menggunakan maklum balas untuk melaraskan gaya berjalan mereka secara automatik mengikut keperluan.

Kajian baharu menunjukkan bahawa maklum balas deria sememangnya diterjemahkan menjadi lancar, keupayaan hampir semula jadi untuk berjalan dan mengemudi halangan.

Dalam kajian itu, penyelidik membandingkan tujuh amputasi AMI dengan tujuh orang yang mengalami amputasi tradisional di bawah lutut.

Semua peserta menggunakan jenis kaki bionik yang sama -- prostesis dengan buku lali berkuasa, dilengkapi dengan elektrod yang boleh menerima isyarat elektrik daripada kumpulan otot utama kaki.

Isyarat ini dimasukkan ke dalam pengawal robot yang membantu prostesis mengira berapa banyak untuk membengkokkan buku lali, berapa banyak tork untuk digunakan dan berapa banyak kuasa untuk menyampaikan.

Penyelidik menguji semua amputasi dengan tahap -jalan kaki di tanah, berjalan mendaki cerun, menuruni tanjakan, menaiki dan menuruni tangga dan bersiar-siar di atas permukaan yang rata sambil mengelak halangan.

Mereka yang telah menjalani pembedahan amputasi AMI dapat berjalan dengan lebih pantas, pada kadar yang lebih kurang sama seperti orang tanpa amputasi.

Mereka juga mengharungi halangan dengan lebih mudah dan mempunyai pergerakan yang lebih semula jadi, keputusan menunjukkan. Mereka lebih mampu untuk menyelaraskan pergerakan anggota palsu mereka dengan anggota semula jadi mereka, dan boleh menolak dari tanah dengan lebih kurang jumlah daya yang sama seperti seseorang tanpa amputasi.

"Kohort yang tidak mempunyai AMI, mereka boleh berjalan, tetapi pergerakan prostetik tidak semula jadi, dan pergerakan mereka secara amnya lebih perlahan," kata Herr. dalam siaran berita MIT.

Menariknya, pergerakan yang bertambah baik berlaku walaupun jumlah maklum balas deria yang diberikan oleh AMI adalah kurang daripada 20% daripada yang biasanya diterima oleh orang yang masih mempunyai kaki penuh, kata penyelidik.

“Salah satu penemuan utama di sini ialah peningkatan kecil dalam maklum balas saraf daripada anggota badan anda yang dipotong boleh memulihkan kebolehkawalan saraf bionik yang ketara, ke tahap di mana anda membenarkan orang ramai mengawal kelajuan berjalan secara langsung, menyesuaikan diri dengan rupa bumi yang berbeza dan elakkan halangan,” kata penyelidik utama Hyungeun Song, seorang penyelidik pasca doktoral di Media MIT Makmal.

Matlamat Herr adalah untuk akhirnya "membina semula" badan manusia dengan mengikat prostesis pada anggota badan dengan cara yang membuatkan mereka berasa semula jadi dan normal.

“Masalah dengan pendekatan jangka panjang itu ialah pengguna tidak akan merasa terwujud dengan prostesis mereka. Mereka tidak akan melihat prostesis sebagai sebahagian daripada badan mereka, sebahagian daripada diri mereka sendiri, "kata Herr. “Pendekatan yang kami ambil ialah cuba menghubungkan otak manusia secara menyeluruh kepada elektromekanik.”

Sumber

  • MIT, siaran berita, 1 Julai 2024

    • Penafian: Data statistik dalam artikel perubatan memberikan trend umum dan tidak berkaitan dengan individu. Faktor individu boleh sangat berbeza. Sentiasa dapatkan nasihat perubatan yang diperibadikan untuk keputusan penjagaan kesihatan individu.

    Sumber: HealthDay

    Disiarkan : 2024-07-02 01:15

    Baca lagi

    Penafian

    Segala usaha telah dilakukan untuk memastikan bahawa maklumat yang diberikan oleh Drugslib.com adalah tepat, terkini -tarikh, dan lengkap, tetapi tiada jaminan dibuat untuk kesan itu. Maklumat ubat yang terkandung di sini mungkin sensitif masa. Maklumat Drugslib.com telah disusun untuk digunakan oleh pengamal penjagaan kesihatan dan pengguna di Amerika Syarikat dan oleh itu Drugslib.com tidak menjamin bahawa penggunaan di luar Amerika Syarikat adalah sesuai, melainkan dinyatakan sebaliknya secara khusus. Maklumat ubat Drugslib.com tidak menyokong ubat, mendiagnosis pesakit atau mengesyorkan terapi. Maklumat ubat Drugslib.com ialah sumber maklumat yang direka bentuk untuk membantu pengamal penjagaan kesihatan berlesen dalam menjaga pesakit mereka dan/atau memberi perkhidmatan kepada pengguna yang melihat perkhidmatan ini sebagai tambahan kepada, dan bukan pengganti, kepakaran, kemahiran, pengetahuan dan pertimbangan penjagaan kesihatan pengamal.

    Ketiadaan amaran untuk gabungan ubat atau ubat yang diberikan sama sekali tidak boleh ditafsirkan untuk menunjukkan bahawa gabungan ubat atau ubat itu selamat, berkesan atau sesuai untuk mana-mana pesakit tertentu. Drugslib.com tidak memikul sebarang tanggungjawab untuk sebarang aspek penjagaan kesihatan yang ditadbir dengan bantuan maklumat yang disediakan oleh Drugslib.com. Maklumat yang terkandung di sini tidak bertujuan untuk merangkumi semua kemungkinan penggunaan, arahan, langkah berjaga-jaga, amaran, interaksi ubat, tindak balas alahan atau kesan buruk. Jika anda mempunyai soalan tentang ubat yang anda ambil, semak dengan doktor, jururawat atau ahli farmasi anda.

    Kata Kunci Popular