Protetska ruka kontrolirana mozgom

izvor: The BioRobotics Institute, Scuola Superiore Sant’Anna, 2019

Unatoč desetljećima istraživanja, razvoj protetskih udova i živčanih sustava nije značajno napredovao u posljednjih 40 godina. Kod pacijenata s amputiranim dijelovima tijela i dalje se koristi tehnologija za proteze razvijena prije više od 40 godina, odnosno mioelektrične proteze kojima se upravlja preko površinskih elektroda. Takve proteze ne daju senzorne povratne informacije i poznati su po svojoj slaboj funkcionalnosti, upravljivosti te osjetilnim povratnim informacijama, uglavnom zbog uporabe površinskih elektroda.

No, u prosincu prošle godine u Švedskoj je jednom pacijentu ugrađena protetska ruka s primjenom najnovijih inovativnih tehnologija razvijenih kroz projekt DeTOP (Dexterous Transradial Osseointegrated Prosthesis with neural control and sensory feedback), financiran sredstvima Obzor 2020 (Horizon 2020). Najnovija tehnologija ocjenjivati će se na još dva izabrana pacijenata.

Na projektu radi konzorcij sastavljen od znanstvenih istraživača i industrijskih partnera iz Italije, Švedske, Švicarske i Velike Britanije s ciljem razvoja inovativnih digitalnih sustava kojima bi se omogućilo pacijentu da ima što veću kontrolu kretanja ugrađene protetske ruke, odnosno da protezu može kontrolirati mislima.

Kroz projekt DeTOP povezano je nekoliko ranije odvojenih znanstvenih područja kojima su se bavili IT inženjeri, neuroznanstvenici i medicinski stručnjaci. Cilj im je iznaći dugoročnije rješenje protetike ekstremiteta s funkcionalnim dvosmjernim neuromuskularnim povezivanjem koja će pružati kontrolu protetske ruke uz pomoć senzornih povratnih informacija koji će biti što bližu prirodnom stanju. Planirano je da takvo rješenje bude dostupno što većoj populaciji s amputiranim gornjim ekstremitetima

Ljudski ‘dodir’

DeTOP je razvio niz komplementarnih tehnologija. Ključan za novi sustav je inovativna  poveznica čovjeka – stroj (osseointegrated human-machine gateway OHMG) koji osobu fizički povezuje s njihovom protezom. Radi se o dvosmjernom usklađivanju neuronskih električnih impulsa iz proteze do mozga i osjetilnim povratnim informacijama iz mozga prema protezi.

OHMG, razvijen od strane jednog od ključnih partnera DeTOP-a Integrum SA, izravno se stavlja na kosti u ruke korisnika tijekom kirurškog zahvata ugradnje proteze. OHMG omogućuje električnu komunikaciju između proteze i elektroda koje se također ugrađuju u tijelo osobe s njegovim mozgom.

Kroz projekt je također razvijena mehatroničku spojnicu koja će pacijentu omogućiti da premjesti svoju protetičku ruku na prirodan položaj. Nadalje, kroz DeTOP je izgrađena nova lagana protetičku ruku, zajedno s ugrađenim regulatorom i taktilnim senzorima. Kroz projekt se željelo pružiti pacijentu povratnu informaciju iz njegove protetske ruke što sličniju prirodnom osjećaju dodira i pokreta.

Pacijentu u Švedskoj ugrađena je proteza koja će mu poslužiti za navikavanje i obuku korištenja nove ruke kroz njegove uobičajene aktivnosti kako bi se provjerilo funkcioniranje inovativnih elemenata te napravili specifične provjere njihove koordinacije i usklađivanja električnih impulsa koji simuliraju osjet dodira.

Kroz eksperiment sa švedskim pacijentom proučiti će se kako mozak reagira na vještačke električne impulse. Kroz projekt DeTOP planirano je razviti implantate za pacijente s različitim vrstama amputacija kako bi se stvorio sustav koji bi odgovarao širokom rasponu pacijenata.

Podijeli:

Please follow and like us: