или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Новый роботизированный протез ноги, работающий от нервных окончаний человека

schedule 27.09.2013 в 11:10 link роботизированная нога протез TMR Todd Kuiken
Человек, с отсутствующей голенью, теперь получит новый протез с точным контролем. Просто подумав, устройство с точностью перемещается в заданное направление. Все потому, что нервы, сохраненные во время ампутации могут быть использованы для связи с роботизированной ногой. Человек теперь может легко ходить как по ровной поверхности, так и вгорку, подниматься по лестнице и даже бить мяч.



Во время традиционной ампутации конечностей, основные сенсорные нервы разрываются и теряют свою функцию. В 2006 году Todd Kuiken и его коллеги в Реабилитационном институте Чикаго в штате Иллинойс поняли, что могут сохранить часть функциональности таких нервов и присоединенить их к другой части тела. Тогда бы можно было перенаправить нервные сигналы, первоначально используемые для регулирования реальной конечностью, для управления роботизированной.

Команда Kuiken первым делом попыталась произвести процедуру, которая называется целевая реиннервация мышцы (targeted muscle reinnervation - TMR), на людях, которым нужно было ампутировать руку. Недавно команда Kuiken впервые произвела процедуру TMR на человеке при ампутации ноги.

Сначала ученые перенаправили две основные ветви седалищного нерва к мышцам бедра выше ампутации. Одна ветвь управляет мышцами икры и некоторыми мышцами стопы, другая контролирует беговые мышцы по внешней части ноги и еще несколько мышц стопы. Через несколько месяцев, человек смог контролировать свои мышцы бедра, думая об использовании своей отсутствующей ноги. Следующим шагом было связать протез и нервные окончания.

Роботизированная нога представляет собой сложную систему: она несет в себе ряд механических датчиков, включая акселерометры и гироскопы, с возможностью самообучения, при котором используется информация от этих датчиков для выполнения определенных стилей ходьбы. 

Чтобы добиться этого, исследователи попросили испытуемых попытаться выполнить определенные движения с отсутствующей ногой, например, сгибание. В это время они контролировали структуры электрических сигналов, перенаправляющихся к нервам мышц бедра. Затем ученые запрограммировали роботизированный протез на сгибание при возникновении определенного шаблона электрической активности.

Используя лишь механические данные датчиков, правильные движения протеза составили около 87 процентов. С дополнительными данными от нервов, результат вырос до 98 процентов, при этом не было так называемой критической ошибки, которая увеличивает риск потери равновесия и падения. Такого рода ошибки являются наиболее распространенными, когда пользователь внезапно меняет стиль ходьбы, например, когда поднимается по лестнице. С дополнительной информацией от нервных окончаний, роботизированная нога может сделать плавный и естественный переход.



" Я думаю, что эта работа очень важна ", говорит Майкл Гольдфарб из Университета Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси, который участвовал в разработке роботизированной ноги.

" В протезе ​​можно сделать очень много физических датчиков, но в какой-то момент вам действительно нужно знать намерения пользователя, когда он хочет изменить стиль от бега к ходьбе или ходить по лестнице ", говорит Гольдфарб. " Эти электрические сигналы дают вам дополнительный набор информации для робота. "

" Это новое поколение роботизированных ног гораздо более способнее, чем все, что создавалось раньше. Они могут сделать практически все то, что раньше делали  здоровые конечности ", говорит он.

Комментарии: