Жінка, яка втратила свою руку, отримала одну з найсучасніших біонічних протезів у світі

Мелісса Лооміса, яка живе в Кантоні, Огайо, втратила свою руку в 2015 році. Вона була покусана окнотою, і хоча пошкодження не було занадто сильною, інфекція, яка потрапила в рану призвело до важкої інфекції. Зосередок інфекції був у передпліччя, який мав бути ампутованими, бо дуже життя хворого загрожувало.

Melissa тепер має нову кінцівку. Вона відчуває свою руку і чотири її п'ять пальців. Крім того, вона може рухатися правою рукою і зробити обертальні рухи за допомогою зап'ястя і пальців. Відмінність нової і старої руки чудово. Справа в тому, що її нова рука штучна.

Американська волонтерка для тестування нового типу біонічної протезної руки практично відразу після втрати її кінцівки. Для боротьби з протезом лікарі мали виконати 16-годинну операцію, під час якої плечові м’язи були відновлені і відреставровані чутливості. Завдяки цьому пацієнт зможе контролювати своє протезування за допомогою думки.

Керівник проекту Аячий Сеф, подумав, що перші результати можна побачити через 4-8 місяців після операції. Але це сталося набагато швидше. Лоомі почав відчувати себе її відсутністю після всього шести тижнів. Коли доктор Сеф попросив її уявити, що вона перемістила зап'ястя, лікарі побачили, що м'язи в її плечі проціджують і працювали таким же чином, коли людина зап'ястка була переміщена.

Після цього лікар звернув продовження руки Лооміса, що показує, куди пальці можуть бути в даний момент. І коли він торкнувся намальований пальцем, Лоомі відчував дотик. В цілому лікарі давно відомі про таке явище як «пантомна кінцівка». Багато людей, які мають руку або ногу, іноді відчувають свої зуби місяці або навіть роки після операції. Кількість пацієнтів скаржаться на "фантомний біль" при нестерпному засобі, таких як відсутній пальм або сильно свербіжний стопа зрізається роками тому. Всі ці зубчики хворі, і лікарі в таких випадках проводять операції на нервових закінченнях залишку кінцівок для збереження особи від помилкових відчуттів.



У справі «Ломіса» відчув, що у вас немає кінцівок. Без нього ніколи не вдалося працювати біонічний протез, створений проектом DARPA-sponsored Modular Prosthetic Limb. Простез був створений фахівцями університету Джонс Хопкінс.

Сам протез складається з двох частин. Це транзивер прикріплюється до нервових закінчень плечі жінки та протеза з приймачем сигналу. Як тільки Loomis вирішує перемістити кінцівку, ресівер підбирає сигнали в нервових кінцях, декодує їх і передає їх до протеза. Біонічний протез реагує відповідно, активізує конкретний сервопривід системи. Результатом є те, що штучна рука рухається. Плюс, Loomis відчуває 4 з 5 пальців своєї штучної руки і самої долоні.

Створення біонічного протеза даного типу є складним і дорогим завданням. Д-р Сеф повинен вести переговори з різними організаціями перед ДАРПА погодилися працювати з ним.

Loomis протестував її протезування вперше цього місяця і зробив вражаючі пасиди в операційній системі. У своєму плечі є близько 100 різних контактів, що з'єднують нервові закінчення з транзистором і декількома датчиками температури. На жаль, поточний протез не ідеальний, оскільки він ще довгий шлях від створення повноцінного інтерфейсу зв’язку з людськими машинами – це дуже складне завдання. Але фахівці змогли вирішити величезну кількість питань, пов'язаних з підключенням електронної механічної системи до тіла людини і створити ряд нових дизайнерських рішень.

За інформацією, розміщеною на сайті розробника, такий протез здатний виконувати практично всі рухи людини.
MPL (Modular Prosthetic Limb) - це комплексна система. На додаток до Loomis, шість інших подібних систем проходять тестування і чотири.

Особливості протеза:

• Антропоморфний дизайн і принцип роботи;
• Схожі людські характеристики (маси, зусилля тощо);
• Висока точність роботи - позиціонування, покриття об'єктів;
• нейроінтерфейс для системного управління;
• Уміння відчути структуру об'єкта, до якого стикається протез і температура даного об'єкта.

Датчики на кінчиках «підшипників» здатні оцінити силу при обтяжці об'єкта.





Датчик типу / частота діапазону датчика 21 сенсорний датчик 10 Датчик обертання 14 Датчик температури 17 акселерометр 3-вісний датчик навантаження 3 додаткові датчики
41. Основні вимоги до протеза:

• Антропоморфний дизайн;
• Надійність вкладення системи до тіла людини;
• Можливість виготовлення копій протеза;
• Оптимальна вага, порівняна з вагою відповідної кінцівки або її частини;
• Висока енергоефективність;
• Ремонт;
• Підтримка датчиків;
• Уміння передавати інформацію про структуру поверхні, до якої доторкнеться протез, відчуття вібрації (за наявності), температуру поверхні.

Є два варіанти протеза робочої руки - повністю функціональні, але дуже відрізняються від зовнішнього вигляду нормальної людини (наприклад, протез дешевше). І той же функціональний протез, копіюючи зовнішній вигляд щітки, включаючи колір.

Модульний протез Лімба є одним з найсучасніших систем свого роду. Вчені змогли скористатися кожним нервом плеча, відповідальним за дотик. Ці нервові закінчення були підключені до протезного інтерфейсу. МПЛ-пальці оснащені сенсорними датчиками та датчиками температури. З'єднання протеза з рукою є двостороннім - тобто при дотику протеза до об'єкта жінка може відчувати дотик, відчувати структуру поверхні, а також відчувати тепло або холод.

«Ми близько до того, щоб мати Лоомі найбільш техніко розвинені протези в країні і скоро світ», - сказав Сеф. І що, здається, бути вірним.

Джерело: geektimes.ru/post/279640/