ขาเทียมที่ควบคุมโดยระบบประสาทของบุคคลช่วยให้การเดินเป็นธรรมชาติ

ติดตาม Drugslib ได้ที่

ตรวจสอบทางการแพทย์โดย Carmen Pope, BPharm อัปเดตล่าสุดเมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม 2024

โดย Dennis Thompson HealthDay Reporter

วันจันทร์ที่ 1 กรกฎาคม 2024 -- ขาเทียม "อัจฉริยะ" ช่วยให้ผู้พิการมีท่าเดินที่เป็นธรรมชาติ แต่จะทำผ่านเซ็นเซอร์และอัลกอริธึมของหุ่นยนต์ที่จะขับเคลื่อนแขนขาไปข้างหน้าในอัตราที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

A วิธีที่ดีกว่าคือให้ผู้คนควบคุมแขนขาได้อย่างเต็มที่ผ่านระบบประสาทของพวกเขา และนั่นคือสิ่งที่ทีมวิจัยของ MIT บอกว่ามันเสร็จสิ้นแล้ว

ขั้นตอนการผ่าตัดทดลองร่วมกับแขนขาหุ่นยนต์ที่ล้ำสมัยสามารถฟื้นฟูการเดินอย่างเป็นธรรมชาติ โดยขับเคลื่อนอย่างเต็มที่จากระบบประสาทของบุคคล นักวิจัยรายงานในวารสาร ยาธรรมชาติ

ขั้นตอนนี้จะเชื่อมต่อกล้ามเนื้อในแขนขาที่เหลืออีกครั้ง เพื่อให้ผู้ป่วยได้รับ นักวิจัยอธิบายการตอบสนองที่แม่นยำแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับตำแหน่งของแขนขาเทียมขณะเดิน

ผู้ป่วย 7 รายที่ได้รับการผ่าตัดนี้สามารถเดินได้เร็วขึ้น หลีกเลี่ยงอุปสรรค และขึ้นบันไดได้เป็นธรรมชาติมากกว่าผู้ที่ตัดแขนแบบเดิมๆ

“ไม่มีใครสามารถแสดงการควบคุมสมองในระดับนี้ได้ ที่สร้างการเดินตามธรรมชาติ โดยที่ระบบประสาทของมนุษย์ควบคุมการเคลื่อนไหว ไม่ใช่อัลกอริธึมควบคุมด้วยหุ่นยนต์” นักวิจัยอาวุโส Hugh Herr ผู้อำนวยการร่วมของ K. Lisa Yang Center for Bionics ที่ MIT

การเคลื่อนไหวของแขนและขาส่วนใหญ่ควบคุมโดยกล้ามเนื้อคู่หนึ่งซึ่งผลัดกันยืดและหดตัว นักวิจัยกล่าวในบันทึกเบื้องหลัง

การตัดแขนขาใต้เข่าแบบดั้งเดิมจะขัดขวางปฏิสัมพันธ์ของกล้ามเนื้อคู่เหล่านี้ ทำให้ระบบประสาทติดตามและควบคุมการเคลื่อนไหวได้ยาก

ด้วยเหตุนี้ ผู้ที่ต้องตัดแขนขาประเภทนี้จึงประสบปัญหาในการควบคุมขาเทียม เนื่องจากไม่สามารถรับรู้ได้อย่างแม่นยำว่าขานั้นอยู่ที่ไหน พวกเขาต้องพึ่งพาตัวควบคุมและเซ็นเซอร์ของหุ่นยนต์เพื่อสร้างท่าเดินและปรับตามความลาดชันและสิ่งกีดขวาง

เพื่อช่วยให้ผู้คนสามารถควบคุมขาเทียมได้อย่างเต็มที่ด้วยระบบประสาท Herr และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาสิ่งที่พวกเขาเรียกว่าตัวเอกและตัวอริ การผ่าตัดเชื่อมต่อกล้ามเนื้อหัวใจ (AMI)

แทนที่จะตัดคู่กล้ามเนื้อเพียงอย่างเดียว การผ่าตัด AMI เป็นการเชื่อมต่อปลายทั้งสองข้างของกล้ามเนื้อแทน ด้วยวิธีนี้ พวกเขายังคงสื่อสารกันแบบไดนามิกภายในสิ่งที่เหลืออยู่ของขา

การผ่าตัด AMI สามารถทำได้ในระหว่างการตัดแขนขา หรือในระหว่างขั้นตอนติดตามผลหลังจากการตัดแขนขาครั้งแรก นักวิจัยกล่าว

การศึกษาในปี 2021 โดยห้องทดลองของ Herr พบว่ากล้ามเนื้อของแขนขาที่รักษาด้วยการผ่าตัด AMI ผลิตสัญญาณไฟฟ้าคล้ายกับที่ปล่อยออกมาจากแขนขาที่ไม่บุบสลาย

ในขั้นตอนต่อไป นักวิจัยเริ่มค้นหาว่า เพื่อให้สัญญาณไฟฟ้าเหล่านั้นสร้างคำสั่งไปยังแขนขาเทียม และในขณะเดียวกันก็รับการตอบกลับจากแขนขาเกี่ยวกับตำแหน่งขณะเดิน

ด้วยวิธีนี้ ผู้พิการจากการผ่าตัด AMI จะสามารถควบคุมขาเทียมและใช้ข้อมูลป้อนกลับเพื่อปรับการเดินโดยอัตโนมัติตามความจำเป็น

การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าข้อมูลป้อนกลับทางประสาทสัมผัสแปลเป็นการเคลื่อนไหวที่ราบรื่น ความสามารถที่ใกล้เคียงธรรมชาติในการเดินและนำทางสิ่งกีดขวาง

ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้เปรียบเทียบผู้พิการทางร่างกาย AMI เจ็ดรายกับบุคคล 7 รายที่มีการตัดแขนขาใต้เข่าแบบดั้งเดิม

ผู้เข้าร่วมทั้งหมดใช้ขาไบโอนิคประเภทเดียวกัน ซึ่งเป็นอุปกรณ์เทียมที่มีข้อเท้าแบบมีกำลัง มีขั้วไฟฟ้าที่สามารถรับสัญญาณไฟฟ้าจากกลุ่มกล้ามเนื้อหลักของขาได้

สัญญาณเหล่านี้ถูกป้อนเข้าสู่ตัวควบคุมหุ่นยนต์ที่ช่วยให้อวัยวะเทียมคำนวณว่าต้องงอข้อเท้ามากเพียงใด ต้องใช้แรงบิดเท่าใด และจะส่งกำลังได้มากเพียงใด

นักวิจัยได้ทดสอบผู้พิการทุกรายด้วยระดับ - การเดินบนพื้นดิน เดินขึ้นทางลาด เดินลงทางลาด ขึ้นลงบันได และเดินบนพื้นราบโดยหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง

ผู้ที่ได้รับการผ่าตัดตัดแขนขา AMI สามารถเดินได้เร็วขึ้น ในอัตราเดียวกับผู้ที่ไม่มีการตัดแขนขา

พวกเขายังนำทางสิ่งกีดขวางได้ง่ายขึ้นและมีการเคลื่อนไหวที่เป็นธรรมชาติมากขึ้น ผลลัพธ์แสดงให้เห็น พวกเขาสามารถประสานการเคลื่อนไหวของแขนขาเทียมกับแขนขาตามธรรมชาติได้ดีขึ้น และสามารถดันออกจากพื้นด้วยแรงที่พอๆ กับคนที่ไม่มีการตัดแขนขา

“กลุ่มประชากรตามรุ่นที่ไม่มี AMI พวกเขาสามารถเดินได้ แต่การเคลื่อนไหวของอุปกรณ์เทียมไม่เป็นธรรมชาติ และโดยทั่วไปแล้วการเคลื่อนไหวของพวกเขาจะช้าลง” Herr กล่าว ในข่าวประชาสัมพันธ์ของ MIT

สิ่งที่น่าสนใจคือการเคลื่อนไหวที่ดีขึ้นเกิดขึ้นแม้ว่าปริมาณการตอบสนองทางประสาทสัมผัสที่ได้รับจาก AMI จะน้อยกว่า 20% ของปริมาณการตอบสนองทางประสาทสัมผัสที่ปกติได้รับโดยผู้ที่ยังมีขาเต็มอยู่ นักวิจัยตั้งข้อสังเกต

“หนึ่งในการค้นพบหลักที่นี่คือการเพิ่มขึ้นของการตอบสนองทางระบบประสาทจากแขนขาที่ถูกตัดออกของคุณที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยสามารถฟื้นฟูความสามารถในการควบคุมระบบประสาทแบบไบโอนิคได้อย่างมีนัยสำคัญ จนถึงจุดที่คุณอนุญาตให้ผู้คนควบคุมความเร็วในการเดินด้วยระบบประสาทได้โดยตรง ปรับให้เข้ากับภูมิประเทศที่แตกต่างกัน และ หลีกเลี่ยงอุปสรรค” หัวหน้านักวิจัย Hyungeun Song ซึ่งเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกใน Media ของ MIT กล่าว ห้องแล็บ

เป้าหมายของ Herr คือการ “สร้าง” ร่างกายมนุษย์ขึ้นมาใหม่ในที่สุดด้วยการเชื่อมอวัยวะเทียมเข้ากับแขนขาในลักษณะที่ทำให้รู้สึกเป็นธรรมชาติและเป็นปกติ

“ปัญหาของแนวทางระยะยาวคือผู้ใช้จะไม่มีวันรู้สึกว่าตนเป็นส่วนหนึ่งของอวัยวะเทียม พวกเขาจะไม่มีทางมองว่าอวัยวะเทียมเป็นส่วนหนึ่งของร่างกาย เป็นส่วนหนึ่งของตนเอง” Herr กล่าว “แนวทางที่เรากำลังดำเนินการคือพยายามเชื่อมโยงสมองของมนุษย์เข้ากับกลไกไฟฟ้าอย่างครอบคลุม”

แหล่งข้อมูล

  • MIT, ข่าวประชาสัมพันธ์, 1 กรกฎาคม 2024

    • ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: ข้อมูลทางสถิติในบทความทางการแพทย์ให้แนวโน้มทั่วไปและไม่เกี่ยวข้องกับบุคคล ปัจจัยส่วนบุคคลอาจแตกต่างกันอย่างมาก ขอคำแนะนำทางการแพทย์เฉพาะบุคคลเสมอเพื่อการตัดสินใจด้านการดูแลสุขภาพส่วนบุคคล

    ที่มา: HealthDay

    โพสต์แล้ว : 2024-07-02 01:15

    อ่านเพิ่มเติม

    ข้อจำกัดความรับผิดชอบ

    มีความพยายามทุกวิถีทางเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลที่ให้โดย Drugslib.com นั้นถูกต้อง ทันสมัย -วันที่และเสร็จสมบูรณ์ แต่ไม่มีการรับประกันใดๆ เกี่ยวกับผลกระทบดังกล่าว ข้อมูลยาเสพติดที่มีอยู่นี้อาจจะเป็นเวลาที่สำคัญ. ข้อมูล Drugslib.com ได้รับการรวบรวมเพื่อใช้โดยผู้ประกอบวิชาชีพด้านการดูแลสุขภาพและผู้บริโภคในสหรัฐอเมริกา ดังนั้น Drugslib.com จึงไม่รับประกันว่าการใช้นอกสหรัฐอเมริกามีความเหมาะสม เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นโดยเฉพาะ ข้อมูลยาของ Drugslib.com ไม่ได้สนับสนุนยา วินิจฉัยผู้ป่วย หรือแนะนำการบำบัด ข้อมูลยาของ Drugslib.com เป็นแหล่งข้อมูลที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยเหลือผู้ปฏิบัติงานด้านการดูแลสุขภาพที่ได้รับใบอนุญาตในการดูแลผู้ป่วยของตน และ/หรือเพื่อให้บริการลูกค้าที่ดูบริการนี้เป็นส่วนเสริมและไม่ใช่สิ่งทดแทนความเชี่ยวชาญ ทักษะ ความรู้ และการตัดสินด้านการดูแลสุขภาพ ผู้ปฏิบัติงาน

    การไม่มีคำเตือนสำหรับยาหรือยาผสมใด ๆ ไม่ควรตีความเพื่อบ่งชี้ว่ายาหรือยาผสมนั้นปลอดภัย มีประสิทธิผล หรือเหมาะสมสำหรับผู้ป่วยรายใดรายหนึ่ง Drugslib.com ไม่รับผิดชอบต่อแง่มุมใดๆ ของการดูแลสุขภาพที่ดำเนินการโดยได้รับความช่วยเหลือจากข้อมูลที่ Drugslib.com มอบให้ ข้อมูลในที่นี้ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ครอบคลุมถึงการใช้ คำแนะนำ ข้อควรระวัง คำเตือน ปฏิกิริยาระหว่างยา ปฏิกิริยาการแพ้ หรือผลข้างเคียงที่เป็นไปได้ทั้งหมด หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับยาที่คุณกำลังใช้ โปรดตรวจสอบกับแพทย์ พยาบาล หรือเภสัชกรของคุณ

    คำสำคัญยอดนิยม