Terveydenhuolto
Insinöörit luovat bionisen käsivarren, joka palauttaa potilaiden luonnollisen käyttäytymisen
Cleveland Clinicin tutkijat ovat kehittäneet uuden bionisen käsivarren, joka palauttaa luonnollisen käyttäytymisen potilailla, joilla on yläraajan amputaatio. Tekniikka on ensimmäinen laatuaan, ja tutkimus julkaistiin vuonna Tiede-robotiikka.
Kansainvälinen tutkimusryhmä yhdisti bionisessa järjestelmässä kolme tärkeää toimintoa: intuitiivinen moottoriohjaus, kosketus- ja pitokinestesia. Viimeinen kolmesta on käden avaamisen ja sulkemisen tunne.
Cleveland Clinicin johtamaan ryhmään kuului myös Albertan ja New Brunswickin yliopistojen tutkijoita.
Paul Marasco, Ph.D, on johtava tutkija ja apulaisprofessori Cleveland Clinic Lerner Research Instituten biolääketieteen tekniikan osastolla.
"Muokkasimme hoitostandardin mukaista proteesia tällä monimutkaisella bionisella järjestelmällä, jonka avulla käyttäjät voivat liikuttaa proteettista käsivarttaan intuitiivisemmin ja tuntea kosketuksen ja liikkeen tuntemuksia samanaikaisesti", tohtori Marasco sanoi. "Nämä löydöt ovat tärkeä askel kohti amputaatioiden saaneiden ihmisten luonnollista käsivarren toiminnan palauttamista."
Bionic System
Äskettäin kehitetty järjestelmä on ensimmäinen, joka testaa kaikkia kolmea sensorista ja motorista toimintoa kerralla proteettisen käsivarren hermo-konerajapinnassa. Hermo-konerajapinta pystyy muodostamaan yhteyden käyttäjän raajan hermoihin, ja sen avulla potilaat voivat lähettää hermoimpulsseja aivoista proteeseihin. He voivat myös vastaanottaa fyysistä tietoa ympäristöstä, joka voidaan lähettää takaisin heidän aivoihinsa hermojen kautta.
Keinotekoisessa käsivarressa on kaksisuuntainen palaute ja ohjaus, ja tämän ansiosta käyttäjät voivat suorittaa tiettyjä tehtäviä samalla tavalla kuin vammaiset henkilöt.
Tohtori Marasco johtaa Bionic Integration -laboratoriota.
"Ehkä me olimme innoissamme kuullessamme, että he tekivät tuomioita, päätöksiä ja laskivat ja korjasivat virheensä kuin henkilö ilman amputaatiota", sanoi tohtori Marasco. ”Uuden bionisen raajan avulla ihmiset käyttäytyivät kuin heillä olisi luonnollinen käsi. Normaalisti nämä aivokäyttäytymiset ovat hyvin erilaisia ihmisten välillä, joilla on yläraajojen proteesit ja ilman niitä."
Bionic-varren testaus
Bionic käsivarsi testattiin kahdella tutkimuksen osallistujalla, joilla oli yläraajan amputaatio. Henkilöille oli aiemmin tehty kohdennettu sensorinen ja motorinen uudelleenhermotus, joka ohjaa amputoidut hermot jäljellä olevaan ihoon ja lihaksiin hermo-konerajapinnan muodostamiseksi.
Tutkijoiden on nyt laajennettava työtä, koska tutkimuksen koko oli niin pieni.
Osallistujat käyttivät edistyneitä proteeseja suorittaessaan tehtäviä, jotka kuvastivat peruskäyttäytymistä tai sellaisia, jotka vaativat käden ja käsivarren toimivuutta. Sitten tutkijat arvioivat suorituskykyä kehittyneiden arviointityökalujen avulla ja havaitsivat, että osallistujien aivot ja käyttäytymisstrategiat muuttuivat. Ne olivat silloin samantasoisia kuin amputoitumattomat yksilöt.
Osallistujat pystyivät suorittamaan käyttäytymismalleja ilman, että he joutuivat katsomaan proteesia, ja he pystyivät tehokkaammin korjaamaan virheet.
"Viimeisen vuosikymmenen tai parin aikana proteesien kehitys on auttanut käyttäjiä saavuttamaan parempia toimintoja ja selviytymään päivittäisestä elämästään yksin", tohtori Marasco sanoi. "Ensimmäistä kertaa yläraajojen amputaatioista kärsivät ihmiset voivat nyt taas "ajatella" kuin työkykyinen ihminen, mikä tarjoaa proteesin käyttäjille uudet tasot saumattomassa uudelleen integroitumisessa takaisin jokapäiväiseen elämään."
