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il braccio bionico Primo de suo gentile ripara i comportamenti naturali in pazienti con le amputazioni superiori dell'arto

I ricercatori della clinica di Cleveland hanno costruito un braccio bionico primo de suo gentile per i pazienti con le amputazioni dell'superiore-arto che permette che gli indossatori pensino, si comporti e la funzione come una persona senza un'amputazione, secondo i nuovi risultati pubblicati in robotica di scienza.

Dal il gruppo di ricerca internazionale guidato da clinica di Cleveland ha messo a punto il sistema bionico che combina tre funzioni importanti - controllo di motore intuitivo, tocco e cinestesi della pinsa, la sensibilità intuitiva di apertura e closing la mano. I collaboratori hanno incluso l'università di alberta e l'università di Nuovo Brunswick.

Abbiamo modificato una standard-de-cura prostetica con questo sistema bionico complesso che permette agli indossatori di muovere il loro braccio prostetico più intuitivo e di ritenere le sensazioni del tocco e del movimento allo stesso tempo. Questi risultati sono un punto importante verso fornire alla gente l'amputazione con ripristino completo della funzione naturale del braccio.„

Paul Marasco, Ph.D., principale inquirente, professore associato, il dipartimento dell'istituto di ricerca di Lerner della clinica di Cleveland di assistenza tecnica biomedica

Il sistema è il primo per provare tutti e tre le sensitivi e le funzioni di motore in un neurale-commputer collegano tutto d'un tratto in un braccio prostetico. L'interfaccia del neurale-commputer connette con i nervi dell'arto dell'indossatore. Permette ai pazienti di inviare gli impulsi nervosi dai loro cervelli al prostetico quando vogliono usarlo o muovere e di ricevere le informazioni fisiche dall'ambiente e di trasmetterla di nuovo al loro cervello tramite i loro nervi.

Il feedback bidirezionale ed il controllo del braccio artificiale hanno permesso ai partecipanti di studio di eseguire le mansioni con un simile grado di accuratezza come gente degli non handicappati.

“Forse che cosa eravamo i più emozionanti imparare eravamo che hanno fatto i giudizi, decisioni ed hanno calcolato e corregto i loro errori come una persona senza un'amputazione,„ ha detto il Dott. Marasco, che piombo il laboratorio per integrazione bionica. “Con il nuovo arto bionico, la gente si è comportato come hanno avuti una mano naturale. Normalmente, questi comportamenti del cervello sono molto differenti fra la gente con e senza la protesi superiore dell'arto.„ Il Dott. Marasco egualmente ha una nomina nel centro dell'epilessia del Charles Shor della clinica di Cleveland ed al centro di tecnologia avanzato della piattaforma del centro medico di Cleveland VA.

I ricercatori hanno collaudato il loro nuovo arto bionico su due partecipanti di studio con le amputazioni superiori dell'arto che precedentemente avevano subito sensitivo mirato a e il reinnervation del motore - procedure che stabiliscono un'interfaccia del neurale-commputer riorientando i nervi amputati ad interfaccia ed ai muscoli restanti. dovuto lo studio di piccola dimensione, la ricerca supplementare sarà importante.

In reinnervation sensitivo mirato a, toccare l'interfaccia con i piccoli robot attiva i ricevitori sensoriali che permettono ai pazienti di percepire la sensazione del tocco. In reinnervation mirato a del motore, quando i pazienti pensano a muovere i loro arti, i muscoli reinnervated comunicano con una protesi automatizzata per muoversi allo stesso modo. Ulteriormente, i piccoli, robot potenti vibrano i ricevitori sensoriali cinestetici in quei stessi muscoli che aiuta gli indossatori della protesi a ritenere che la loro mano e braccio stiano muovendo.

Mentre indossavano il prostetico avanzato, i partecipanti hanno eseguito le mansioni riflettenti dei comportamenti di base e di ogni giorno che richiedono la funzionalità del braccio e della mano. Con i loro strumenti avanzati di recente sviluppato di valutazione, i ricercatori valutati come la prestazione con l'arto bionico ha paragonato a quella della gente degli non handicappati e della gente alle amputazioni che hanno unità prostetiche tradizionali. Egualmente hanno paragonato come la gente al prostetico avanzato andato quando le tre modalità del motore e sensitive sono state permesse a insieme contro determinato.

Secondo il Dott. Marasco, perché la gente con la protesi tradizionale non può ritenere con i loro arti, si comportano diversamente che la gente senza un'amputazione mentre completano incarica durante la vita quotidiana. Per esempio, gli indossatori tradizionali della protesi devono guardare costantemente il loro prostetico mentre usando ed hanno difficoltà che imparano correggere gli errori quando applicano troppo o poca forza con la loro mano.

Con il nuovo braccio artificiale e gli strumenti avanzati di valutazione, i ricercatori potrebbero vedere che il cervello e le strategie comportamentistiche dei partecipanti di studio sono cambiato per abbinare quelli di una persona senza un'amputazione. Più non hanno dovuto guardare la loro protesi, potrebbero trovare le cose senza guardare e potrebbero più efficacemente correggere i loro errori.

“Negli ultimi dieci anni o due, avanzamenti in protesi hanno aiutato gli indossatori a raggiungere la migliore funzionalità e gestire quotidiano che vive da sè,„ ha detto il Dott. Marasco. “Per la prima volta, la gente con le amputazioni superiori dell'arto può ora ancora “pensa„ come una persona sana, che sta per offrire ad indossatori della protesi i nuovi livelli di reintegrazione senza cuciture nuovamente dentro vita quotidiana.„

Oltre questo studio, le nuove misure di risultato si sono riferite a comportamento ed a funzionalità del cervello che il gruppo internazionale sviluppato per valutare il sistema bionico può applicarsi a tutto l'arto superiore prostetico o al deficit che comprendono la sensazione ed il movimento.

Lo studio è stato costituito un fondo per in parte dal Defense Advanced Research Projects Agency, una sezione di ricerca e sviluppo del dipartimento della difesa. Nel 2018, il Dott. Marasco ha pubblicato un documento seminale nella medicina di traduzione di scienza su un nuovo metodo di riparazione della sensazione naturale del movimento in pazienti con le armi prostetiche.

Source:
Journal reference:

Marasco, P.D., et al. (2021) Neurorobotic fusion of prosthetic touch, kinesthesia, and movement in bionic upper limbs promotes intrinsic brain behaviors. Science Robotics. doi.org/10.1126/scirobotics.abf3368.