211service.com
Prothetiek die u kunt voelen
Een nieuwe chirurgische techniek, ontwikkeld door MIT-onderzoekers, zou ervoor kunnen zorgen dat prothetische ledematen veel meer als natuurlijke ledematen werken. Met behulp van spiertransplantaten en feedback van bestaande zenuwen zouden geamputeerden kunnen voelen waar hun prothese zich in de ruimte bevindt en voelen hoeveel kracht erop wordt uitgeoefend.
Dit type systeem zou kunnen helpen de snelheid te verminderen waarmee patiënten besluiten hun prothetische ledematen af te stoten, wat ongeveer 20 procent is.
We hebben het over een dramatische verbetering in de patiëntenzorg, zegt Hugh Herr, SM '93, een professor in media arts and sciences en de senior auteur van de studie. Hij voegt eraan toe dat er tot nu toe geen robuuste neurale methode is geweest voor een persoon die een prothese gebruikt na amputatie van een ledemaat om te voelen waar de prothetische ledemaat zich in de ruimte bevindt, of om krachten te voelen die erop worden uitgeoefend.
In de nieuwe studie, die verscheen in Wetenschap Robotica , toonden de onderzoekers bij ratten aan dat hun techniek sensorische feedback genereert van spieren en pezen naar het zenuwstelsel, dat informatie zou moeten kunnen overbrengen over de plaatsing van een prothetisch ledemaat en de krachten die erop worden uitgeoefend. Ze zijn nu van plan om deze aanpak te gaan toepassen bij mensen met een amputatie, waaronder Herr, wiens benen onder de knie werden geamputeerd toen hij 17 was.
De operatie heeft tot doel een deel van de fysieke basis voor proprioceptie, het lichaamsgevoel van zijn eigen positie en beweging, te herstellen. De meeste spieren die de beweging van de ledematen regelen, komen voor in wat bekend staat als agonist-antagonist-paren: de ene spier rekt zich uit wanneer de andere samentrekt, en beide sturen sensorische informatie terug naar de hersenen. Zonder deze spierparen, die bij een conventionele amputatie worden doorgesneden, kunnen mensen die kunstmatige ledematen gebruiken niet voelen waar die ledematen zijn.
Ze moeten hun handen of hun ledematen visueel volgen, omdat er geen feedback is van het apparaat of de restledemaat die hun hersenen vertelt waar hun prothetische ledematen zich in de ruimte bevinden, zegt Shriya Srinivasan, een afgestudeerde student aan het Harvard-MIT-programma in Health Sciences and Technology (HST) en de hoofdauteur van het artikel.
Zelfs nadat de spieren zijn doorgesneden, blijven de zenuwen die signalen naar het geamputeerde ledemaat hebben gestuurd, intact bij veel geamputeerden. Die overgebleven zenuwen zijn de sleutel tot het nieuwe systeem: ze kunnen worden verbonden met spierparen die uit een ander deel van het lichaam zijn geënt en met een controlesysteem dat Herr's lab nu ontwikkelt, dat een microprocessor omvat die zenuwsignalen omzet in instructies voor het verplaatsen van de zenuwen. Prothetische ledemaat.
Wanneer de hersenen signalen uitzenden die een ledemaat instrueren om te bewegen, zal een van de getransplanteerde spieren samentrekken en de agonist zal zich uitstrekken, waardoor neurale feedback wordt gegeven die de patiënt in staat stelt te voelen waar de ledemaat zich in de ruimte bevindt.
Door dit raamwerk te gebruiken, hoeft de patiënt niet na te denken over hoe hij zijn kunstledemaat moet controleren, zegt Herr. Wanneer een patiënt zich voorstelt zijn fantoomledemaat te bewegen, worden signalen via zenuwen naar de chirurgisch geconstrueerde spierparen gestuurd. Geïmplanteerde spierelektroden zullen deze signalen dan detecteren voor de aansturing van synthetische motoren in de uitwendige prothese.