Prelom vo vede: Vedci vytvorili prvú protézu svojho druhu, ktorú môže pacient ovládať len myšlienkami
Výskumníci vytvorili nový druh protézy ruky, ktorá nepotrebuje drôty ani elektrické spojenia. Pacient ju môže ovládať revolučným spôsobom.
Výskumníci zo Sant’Anna School in Pisa predstavili prvú protézu ruky, ktorá je ovládaná prostredníctvom magnetizmu. Výskumníci ju označujú ako protézu budúcnosti.
Prvá magneticky kontrolovaná protéza ruky dovoľuje pacientovi reprodukovať všetky prirodzené pohyby končatiny jednoduchou myšlienkou. Zároveň ale dovoľuje pacientovi aj určiť, akou silou chce chytiť objekty. Umožňuje mu teda s jemnosťou manipulovať krehkými predmetmi.
Protéza nemá žiadne drôty ani elektrické spojenia. Skladá sa len z magnetov a svaly ovládajú pohyby protézy. Ako autori štúdie vysvetľujú, pacient tak získava možnosť žiť plnohodnotný život a zvládnuť každodenné úlohy, ako napríklad otvorenie pohára, používanie skrutkovača alebo zdvihnutie mincí zo stola.
V rámci práce, ktorú viedol profesor Christian Cipriani, výskumníci vytvorili úplne nové rozhranie medzi zvyškom končatiny pacienta a robotickou rukou. Úlohou tohto rozhrania je dekódovať úmysel pacienta a vykonať správny pohyb. Navrhnutý systém sa skladá zo série malých magnetov, ktoré lekári implantujú do svalov na predlaktí. Tieto implantované magnety sú následne prepojené s robotickou rukou Mia-Hand.
Budúcnosť protéz
Novú robotickú ruku a magnetickú metódu ovládania vedci úspešne otestovali na prvom pacientovi. Bol ním 34-ročný Talian menom Daniel. Ten používal protézu po dobu šiestich týždňov. Výsledky štúdie predstavujú výrazný krok vpred v oblasti budúcich protéz.
Neprehliadni
“Výsledná protéza je odmenou pre desaťročia ťažkého výskumu. Konečne sa nám podarilo vyvinúť funkčnú protézu, ktorá napĺňa potreby pacienta, ktorý prišiel o ruku,” hovorí Christian Cipriani.
Schopnosť interpretovať pohyb ruky na základe magnetov, implantovaných do svalstva, sa nazýva Myokinetická kontrola. Ide o relatívne nový odbor, ktorý má potenciál priniesť revolúciu do sveta protéz. Myšlienka nového rozhrania pre protézu ruky vychádza z väčšieho projektu MYKI, ktorý dotuje Európska komisia. Ako sme už naznačili, hlavnou myšlienkou je implantovať do zvyšných svalov pacienta drobné magnety, ktoré majú priemer len niekoľko milimetrov. Následne cez pohyby týchto magnetov pacient ovláda otvorenie a zatvorenie prstov ruky.
Ako vysvetľujú vedci, v predlaktí sa nachádza 20 svalov a veľa z nich ovláda pohyby ruky. Existuje množstvo ľudí, ktorí prišli o ruku a stále cítia, ako keby ju mali a tieto svaly reagujú na pohybové príkazy mozgu.
Výskumníci zmapovali pohyby týchto svalov a preložili ich na signály riadiace prsty robotickej ruky. Drobné magnety majú prirodzené magnetické pole, ktoré môže byť ľahko lokalizované v priestore. Keď sa svaly stiahnu, magnet sa pohne a špeciálny algoritmus preloží tento pohyb na špecifický príkaz pre robotickú ruku.
“Táto protéza predstavuje výrazný pokrok v odbore pokročilej protetickej medicíny. Implantácia magnetov prebehla úspešne vďaka starostlivému výberu pacienta a dodržiavaniu prísnych kritérií. Najkomplexnejšia výzva bolo identifikovať svaly v oblasti amputácie, ktoré boli presne vybrané v predoperačnom MRI vyšetrení. Skutočný stav svalstva, kvôli zjazveniu a fibróze, si vyžadoval istú dávku adaptácie,” vysvetlil priebeh operácie doktor Lorenzo Andreani.
Protéza prekonala aj najoptimistickejšie očakávania
Aj napriek komplikáciám dokázali výskumníci úspešne implantovať magnety a nadviazať spojenie. Dokopy implantovali do ruky pacienta šesť magnetov. Na nadviazanie spojenia medzi magnetmi a protézou vedci vyrobili špeciálny soket z uhlíkového vlákna. V ňom sa nachádza elektronický systém schopný lokalizovať pohyb magnetov.
Výsledky experimentu presiahli aj tie najoptimistickejšie očakávania. Pacient dokázal ovládať pohyb svojich prstov, dokázal zdvihnúť a preniesť objekty rôznych tvarov a zvládol niekoľko každodenných činností. Pacient dokázal používať skrutkovač, otvoriť pohár, používať nôž, či manipulovať so zipsom.
Vedci so svojou prácou nekončia. V ďalších krokoch chcú pracovať s odlišnými typmi amputácií. Ich práca môže plnou parou napredovať aj vďaka dotáciám z Európskej únie. Autori štúdie sú odhodlaní svetu priniesť naozaj pokročilé protézy pre pacientov, ktorí chcú opäť viesť plnohodnotný život.
Komentáre