Роботизированная рука тянется за стаканом воды.
Хьюстонский университет
Эта история является частью серии о современном прогрессе в регенеративной медицине. В этой статье обсуждаются достижения в области сенсорной обратной связи в области протезирования.
В 1999 году я определил регенеративную медицину как совокупность вмешательств, которые восстанавливают нормальную функцию тканей и органов, поврежденных болезнью, травмой или изношенных временем. Я включаю полный спектр химических, генных и белковых лекарств, клеточной терапии и биомеханических вмешательств, которые достигают этой цели.
Новые технологии протезирования могут позволить людям с ампутированными конечностями чувствовать температуру в режиме реального времени. В исследовании для СДоктор Джонатан Мухейм и коллеги из Института Neuro-X описывают тактильную систему, обеспечивающую людям с ампутированными конечностями контролируемое фантомное тепловое ощущение. Систему можно будет интегрировать в коммерчески доступные протезы, что позволит человеку с ампутированной конечностью ощущать тепло в режиме реального времени. Здесь я проанализирую их открытие и обсужу, как оно может повлиять на будущее разработки протезов.
Только в Соединенных Штатах более 41 000 человек имеют ампутированные конечности и живут без использования одной или обеих рук. Помимо механических трудностей, связанных с потерей верхних конечностей, существуют также термические трудности. Подумайте о том, как часто рука или пальцы используются в качестве датчика температуры, например, при приготовлении пищи или измерении температуры у ребенка, среди прочего.
Интересно, что когда человек с ампутированной конечностью теряет руку, он часто ощущает сохраняющиеся следы тепловых ощущений как часть синдрома фантомной руки, при котором нервы, связанные с ощущениями руки, продолжают действовать даже после потери руки.
Мониторинг этих фантомных тепловых ощущений доктор Мухейм и его коллеги разработали персонализированную систему под названием MiniTouch, которая стимулирует оставшуюся часть руки и создает искусственные температурные тактильные ощущения от протезной руки.
В течение 130 дней исследователи внимательно следили за фантомными температурными ощущениями 57-летнего пациента мужского пола без руки в течение 20 лет. В течение 130-дневного периода исследователи сопоставили фантомные тепловые ощущения с нервными окончаниями на остаточной руке.
РИСУНОК 1: Термическое картирование остаточного плеча
Мухейм и др.
Затем они интегрировали систему тепловой карты MiniTouch, которая подключалась к активным термокожным датчикам на протезе руки. Когда протез касается холодного предмета, MiniTouch стимулирует часть культи конечности, отвечающую за холод, передавая ощущение температуры в мозг.
основные элементы. (1) Датчик активной тепловой кожи (ATS), (2) корпус содержит системный контроллер и аккумуляторную батарею и (3) тепловой дисплей. Muheim et al.
Чтобы проверить качество своей системы, исследователи провели несколько тестов, включая распознавание температуры, распознавание материалов и телесный контакт.
Различение температуры проводилось путем того, что инвалиду с ампутированной конечностью предлагалось закрыть протез на бутылке с холодной, комнатной или горячей водой, а затем участнику предлагалось определить, что есть что. На протяжении десяти рандомизаций участник был точен на 100%. Напротив, когда MiniTouch был выключен, точность упала до 33%.
Для проверки распознавания материалов участникам предлагалось определить материал, который он держит в руке, будь то медь, стекло или пластик, используя в качестве ориентира только разницу температур. Хотя он набрал всего 67%, это соответствует показателю его неповрежденной руки, демонстрируя аналогичные результаты. Аналогичным образом участника попросили прикоснуться к четырем рукам: двум настоящим, одной протезной и одной резиновой. Используя разницу температур поверхности, участник получил результат 80%, что было ниже отметки 100% для его неповрежденной руки.
Что я считаю наиболее важным аспектом MiniTouch, так это его значительный потенциал интеграции. Система предназначена не для протезирования, а скорее как дополнение к существующему протезированию. Это также ограничит стоимость и повысит доступность для тех, у кого уже есть протез, который они предпочитают.
Кроме того, существует эмоциональный аспект восстановления ощущения прикосновения. Для некоторых измерение температуры вашего ребенка, ощупывание его кожи и передача тепла являются эмоциональным обменом. Инвалиды теряют не только придаток. Они часто сталкиваются с социальной стигмой и отсутствием связей. MiniTouch — это возможность вернуть часть того, что было потеряно.
Конечная цель регенеративной медицины — использовать достижения современной медицинской эпохи для восстановления здоровья и благополучия способами, которые раньше считались невозможными. MiniTouch является замечательным примером, и я с нетерпением жду его дальнейшего развития в ближайшем будущем.
Чтобы прочитать больше об этой серии, посетите www.williamhaseltine.com
Следуй за мной Твиттер или LinkedIn.
Я учёный, бизнесмен, писатель и филантроп. В течение почти двух десятилетий я был профессором Гарвардской медицинской школы и Гарвардской школы общественного здравоохранения, где основал два научно-исследовательских отдела: отдел биохимической фармакологии и отдел ретровирусологии человека. Пожалуй, наиболее известен я благодаря своим работам в области рака, ВИЧ/СПИДа, геномики и, сегодня, COVID-19. Моя автобиография, Моя пожизненная борьба с болезнямипубликуется в октябре этого года. Я являюсь председателем и президентом ACCESS Health International, некоммерческой организации, которую я основал, которая способствует инновационным решениям самых серьезных проблем здравоохранения наших дней. Каждая из моих статей на Forbes.com будет посвящена конкретной проблеме здравоохранения и предложит лучшие практики и инновационные решения для преодоления этих проблем на благо всех.
Читать большеЧитать меньше
2024-02-23 17:16:27
1708710965
#Применение #сенсорных #технологий #протезирования #реабилитации
