Революционный протез, соединяющийся с костями, мышцами и нервами человека
50-летней шведской женщине, потерявшей руку в результате несчастного случая на ферме, был установлен новейший протез, который оказался революционным.
В основе бионической руки лежит технология, обеспечивающая возможность напрямую подключаться к костям, мышцам и нервам пользователя, создавая человеко-машинный интерфейс, который позволяет искусственному интеллекту (ИИ) преобразовывать сигналы мозга в точные и простые движения.
Женщина, получившая бионическую руку теперь имеет ограниченное чувство осязания и может двигать всеми пятью бионическими пальцами по отдельности с вероятностью 95%.
После двух десятилетий жизни без правой руки она теперь может выполнять 80% обычных повседневных действий, например, готовить еду, поднимать предметы, застегивать и расстегивать молнию на одежде или сумке, поворачивать дверные ручки или винты. Более того, после установки протеза руки у женщины значительно уменьшились мучительные фантомные боли.
Международная группа инженеров, работавшая над созданием бионической руки, недавно рассказала об этой технологии в журнале Science Robotics.
По словам ученых из Швеции, Италии и Австралии, это первый случай, когда роботизированная рука с внутренними электродами показала долгосрочную жизнеспособность при ампутации ниже локтя.
Когда три года назад этой женщине впервые установили протез, ученые заявили, что эта технология была единственной в своем роде. Ни один протез руки, представленный на рынке, не содержал встроенных в тело сенсоров. До сих пор в большинстве моделей сенсорные электроды располагаются снаружи, под "кожей" робота.
Однако такое расположение электродов снижает качество и количество сенсорных сигналов, поступающих к роботизированной руке и от нее, что ограничивает ее управление — проблема, с которой столкнулись технологии протезирования с момента их появления около 60 лет назад.
Новое решение основывается на "остеоинтеграции". По сути, это означает, что при установке имплантата в кость человека костные клетки плотно прирастают к нему.
"Эта интеграция настолько прочна, что мы можем фактически прикрепить протез непосредственно к скелету", — объясняют разработчики.
Чтобы обеспечить интерфейс для подключения протеза, в локтевую и лучевую кости пациентки были установлены два имплантата. Затем к этим имплантатам был подсоединен мышечный трансплантат из ноги, что позволило соединить отрезанные мышцы и нервы в культе руки. Важно, что эти мышечные трансплантаты содержали электроды для усиления сигналов, поступающих к интерфейсу.
По словам ученых, поскольку протез крепится непосредственно к кости, он гораздо удобнее для пациентов, чем обычные "шаровидные" протезы. Более того, благодаря тому, что сенсорные электроды встроены внутрь роботизированной руки, а не снаружи, прямая нейронная стимуляция воспринимается рукой стабильно и надежно.
По сравнению с обычным протезом, новая технология позволила увеличить точность захвата руки женщины почти в четыре раза.
Протез руки, получивший название Mia Hand, был разработан итальянской компанией Prensilia, специализирующейся на робототехнических и биомедицинских устройствах, и профинансирован Европейской комиссией.
