Protezy poruszane myślami – najnowsze doniesienia

Od dłuższego czasu znane są projekty mające na celu stworzenie protezy kończyny górnej, która byłaby poruszana za pomocą myśli pacjenta. Do znanych projektów zaawansowanych technicznie protez należą: międzynarodowy projekt Smart Hand, proteza brytyjskiej firmy Touch Bionics oraz proteza firm Otto Bock, a także Dr. Todd’a A. Kuikenena z Chicago, dzięki której pacjent może odczuwać dotyk. Godny uwagi jest również japoński model, w którym zastosowano innowacyjne sterowanie. Wszystko wskazuje na to, że pacjenci po urazach mogą z nadzieją oczekiwać na powrót do sprawności.

Dotychczas stosowane były dwa rodzaje mechanicznych protez. Pierwszy z nich działa w oparciu o system linek, które odpowiednio naciągane przez drugą rękę poruszają sztuczną kończyną. Bardziej zaawansowane projekty opierają się na działaniu elektrod, które przyczepione są do skóry. Gdy odpowiednio wyszkolony pacjent napina np. mięśnie grzbietu, wówczas impuls rejestrowany przez elektrody jest przekazywany do odpowiednich silniczków, które powodują ruch w sztucznych stawach.

Drugie rozwiązanie zastosowała w swoim modelu firma Touch Bionics. Proteza o nazwie I-limb posiada jeden z największych zakresów ruchów. Dzięki elektrodom przyczepianym do skóry przedramienia możliwe są ruchy wszystkimi palcami. Pacjent może śmiało jeść, czesać się, a nawet zgniatać puszki. Dzięki protezie można podnieść ciężar o masie 90kg. Możliwe jest także regulowanie siły ucisku, która przekazywana jest w formie wibracji odczuwanych przez pacjenta. Zaletą protezy jest możliwość jej zastosowania bez konieczności przeprowadzenia zabiegu operacyjnego. Film prezentujący dokonania Touch Bionic znajduje się pod poniższym adresem:

Innym projektem zaawansowanym technologicznie jest Smart Hand. To efekt międzynarodowej współpracy finansowanej przez Unię Europejską. Prace przeprowadzane są m.in. w Szwecji, gdzie pracuje koordynator projektu dr Fredrik Sebelius. W urządzeniu tym elektrody przyczepiane są do skóry kikuta oraz dodatkowo wszczepiane pod skórę. Mogą one owijać się wokół nerwów, przekazując impuls do silniczków poruszających ręką. Na uwagę zasługuje również to, że kończyna odbiera impulsy dotykowe. Aby to było możliwe, naukowcy opracowali mapę sensoryczną kikuta. Według nich na skórze kikuta znajdują się miejsca, które odpowiednio pobudzane, powodują odczuwanie wrażeń fantomowych z np. amputowanych palców. Po określeniu mapy sensorycznej kikuta, odebraniu bodźców ze sztucznych palców przez sensory oraz po ich analizie, skóra jest naciskana w odpowiednim miejscu, co daje wrażenie dotyku w palcach.

Przykładowy zakres ruchów w protezie widoczny jest na filmiku umieszczonym pod poniższym linkiem.

Również w Stanach Zjednoczonych i Niemczech trwają prace nad bioniczną kończyną. W USA dr Todd A. Kuikenen, który pełni funkcję dyrektora Centrum Neuro-Inżynierii w Instytucie Rehabilitacji w Chicago, przewodniczy załodze pracującej nad sztuczna kończyną czującą dotyk, zimno i ciepło. Natomiast niemieccy inżynierowie prezentują swoje dokonania m.in. w firmie Otto Bock. Istotą tych projektów jest przeszczepienie nerwów z uszkodzonej kończyny, która ma być amputowana. Nerwy przeszczepia się do klatki piersiowej. Po pewnym czasie integrują się one z mięśniami i receptorami skóry, tworząc jej nowa mapę sensoryczną. Odpowiednio działając na części skóry można wywołać efekt czucia. Ten mechanizm pozwala na zmniejszenie bólów fantomowych. Efekt widoczny jest pod linkiem:

Przełomem mogą być dokonania japońskich inżynierów. Już w 2006 r. naukowcy z Laboratorium Neurobiologicznego w Kioto pod przewodnictwem dr. Yukiyasu Kamitani zaprezentowali sztuczną dłoń poruszaną za pomocą myśli. Używany do tego jest rezonans magnetyczny, przez który monitorowana jest aktywność obszarów mózgu. Zebrane dane analizowane są w komputerze, a następnie przesyłane do protezy, która może zakręcać butelki lub nawet grać w kamień i nożyczki w czasie rzeczywistym.

Wszystko wskazuje na to, że osoby, którym amputowano kończyny lub stracili je w inny sposób, mogą patrzeć w przyszłość z wiarą na lepsze jutro. Zmniejszenie bólów fantomowych oraz możliwość ponownego wykonywania różnych czynności, a przez to powrót do pełnienia większości ról społecznych, wpłynie pozytywnie na życie pacjentów. Z uwagi na międzynarodową konkurencję, cena mechanicznych protez z pewnością będzie maleć, a przez to ich dostępność będzie wzrastać, czyniąc ludzkie życie bardziej komfortowym.

Autor: Jerzy Bednarski

Bibliografia:
1.http://www.asimo.pl/artykuly/jarobot.php
2.http://ntportal.pl/aktualnosci/bioniczna-dlon-prawie-jak-wlasna
3.http://wiedzaiedukacja.eu/archives/35417
4.http://www.niepelnosprawni.pl/ledge/x/38425
5.http://www.coffetoday.com/the-first-bionic-arm-due-to-brain-impulses/9012453/
6.http://zlamania-protezy.xerosox.pl/2009/12/08/sztuczne-konczyny-ktore-moga-czuc/

Brak komentarzy.

Odpowiedz

(required)

(required)

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.