123RF
Poruszać palcami sztucznej ręki
Redaktor: Iwona Konarska
Data: 01.11.2023
Źródło: PAP/Marek Matacz
| Tagi: | mikrochirurgia, neurochirurgia, proteza ręki, implanty |
Nowego typu proteza ręki pozwala na kontrolowanie wszystkich palców. Twórcy wynalazku zdołali to osiągnąć dzięki wszczepianym do ciała implantom i sztucznej inteligencji.
Innowacyjne podejście zastosowane zostało przez ekspertów z Centrum Bioniki i Badań nad Bólem (CBPR) – wielodyscyplinarnej instytucji działającej w Szwecji przy Uniwersytecie Technicznym Chalmersa, Szpitalu Uniwersyteckim Sahlgrenska oraz Akademii Sahlgrenska. W projekcie uczestniczyli także eksperci z innych krajów.
Choć protezy kończyn stosuje się od dawna, to dopiero teraz, pierwszy raz w historii, osoba po amputacji ręki mogła sprawnie ruszać wszystkimi palcami sztucznej ręki.
Dotąd nie udawało się to głównie ze względu na stosowany wcześniej sposób sterowania protezą. Zwykle jej użytkownik napinał mięśnie na kikucie, a ich aktywność była analizowana przez specjalne czujniki w protezie. Pozwalało to na przykład na zaciskanie lub rozluźnianie pięści, ale precyzyjne sterowanie dłonią było poza zasięgiem pacjenta. Protezy były przy tym montowane do zachowanej części ręki za pomocą rękawa, który nie gwarantował pełnej stabilności, trwałości połączenia ani wygody.
Proteza montowana jest do ciała za pomocą umieszczanego bezpośrednio w kości implantu, co zapewnia trwałość i wygodę. Poza tym w tkankę wszczepiane są czujniki, które odczytują aktywność nerwów i przekazują odpowiednie sygnały do protezy. To umożliwia dużo większą precyzję ruchów.
– Kluczowym elementem naszej pracy jest kliniczne zastosowanie bardziej precyzyjnych procedur chirurgicznych oraz osadzenie sensorów w strukturach neuromięśniowych w trakcie operacji. Łączymy je z elektronicznym systemem protezy za pomocą zintegrowanego z kością interfejsu. Algorytmy sztucznej inteligencji zajmują się resztą – wyjaśnili naukowcy.
– Cieszy mnie, że nasze innowacje chirurgiczne i inżynieryjne mogą zapewnić tak wysoki poziom funkcjonalności osobom po amputacji ramienia. Ten sukces to wynik ponad 30 lat stopniowego rozwoju naszej koncepcji, do którego – jak mogę z dumą powiedzieć – się przyczyniłem – zaznaczył prof. Rickard Branemark z Uniwersytetu w Göteborgu.
Operacja odbyła się w Szpitalu Uniwersyteckim Sahlgrenska, a przeprowadził ją dr Paolo Sassu – znany z pierwszego przeszczepu ręki w Skandynawii.
– Niesamowita podróż, jaką podjęliśmy razem z inżynierami z CBPR, umożliwiła nam połączenie nowych technik mikrochirurgicznych z zaawansowanymi, wszczepianymi elektrodami, które zapewniają kontrolę pojedynczych palców w protezie ramienia i jednocześnie przekazują sensoryczne informacje zwrotne. Pacjenci po amputacji ramienia mogą teraz dostrzec jaśniejszą przyszłość – podkreślił dr Sassu.
Dodatkowe informacje w artykule w „Science Translational Medicine” (https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abq3665).
Choć protezy kończyn stosuje się od dawna, to dopiero teraz, pierwszy raz w historii, osoba po amputacji ręki mogła sprawnie ruszać wszystkimi palcami sztucznej ręki.
Dotąd nie udawało się to głównie ze względu na stosowany wcześniej sposób sterowania protezą. Zwykle jej użytkownik napinał mięśnie na kikucie, a ich aktywność była analizowana przez specjalne czujniki w protezie. Pozwalało to na przykład na zaciskanie lub rozluźnianie pięści, ale precyzyjne sterowanie dłonią było poza zasięgiem pacjenta. Protezy były przy tym montowane do zachowanej części ręki za pomocą rękawa, który nie gwarantował pełnej stabilności, trwałości połączenia ani wygody.
Proteza montowana jest do ciała za pomocą umieszczanego bezpośrednio w kości implantu, co zapewnia trwałość i wygodę. Poza tym w tkankę wszczepiane są czujniki, które odczytują aktywność nerwów i przekazują odpowiednie sygnały do protezy. To umożliwia dużo większą precyzję ruchów.
– Kluczowym elementem naszej pracy jest kliniczne zastosowanie bardziej precyzyjnych procedur chirurgicznych oraz osadzenie sensorów w strukturach neuromięśniowych w trakcie operacji. Łączymy je z elektronicznym systemem protezy za pomocą zintegrowanego z kością interfejsu. Algorytmy sztucznej inteligencji zajmują się resztą – wyjaśnili naukowcy.
– Cieszy mnie, że nasze innowacje chirurgiczne i inżynieryjne mogą zapewnić tak wysoki poziom funkcjonalności osobom po amputacji ramienia. Ten sukces to wynik ponad 30 lat stopniowego rozwoju naszej koncepcji, do którego – jak mogę z dumą powiedzieć – się przyczyniłem – zaznaczył prof. Rickard Branemark z Uniwersytetu w Göteborgu.
Operacja odbyła się w Szpitalu Uniwersyteckim Sahlgrenska, a przeprowadził ją dr Paolo Sassu – znany z pierwszego przeszczepu ręki w Skandynawii.
– Niesamowita podróż, jaką podjęliśmy razem z inżynierami z CBPR, umożliwiła nam połączenie nowych technik mikrochirurgicznych z zaawansowanymi, wszczepianymi elektrodami, które zapewniają kontrolę pojedynczych palców w protezie ramienia i jednocześnie przekazują sensoryczne informacje zwrotne. Pacjenci po amputacji ramienia mogą teraz dostrzec jaśniejszą przyszłość – podkreślił dr Sassu.
Dodatkowe informacje w artykule w „Science Translational Medicine” (https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abq3665).
