Protezy kończyn mogą przywracać pełną funkcjonalność osobom, u których doszło do amputacji. Postępy chirurgiczne i inżynieryjne dają nadzieję ludziom na całym świecie. Grupa ekspertów z Centrum Bioniki i Badań nad Bólem w Szwecji opracowała nowy typ protezy ręki. Dokonali tego dzięki wszczepieniu do ciała implantów, ale też bazowania na sztucznej inteligencji. Taka innowacyjna proteza ręki pozwala na większą, niż było to do tej pory możliwe, precyzję ruchów. Wynalazek jest już testowany przez pierwszych pacjentów.
To jednak niejedyne odkrycie w tej kwestii, ponieważ niedawno lekarze ze Szczecina przeprowadzili pionierską operację protezy kości, która będzie rosła razem z dzieckiem.
Badacze opracowali innowacyjną protezę ręki
Innowacyjne i przełomowe podejście zastosowali naukowcy z Centrum Bioniki i Badań nad Bólem (CBPR) – wielodyscyplinarnej instytucji działającej w Szwecji przy Uniwersytecie Technicznym Chalmersa, Szpitalu Uniwersyteckim Sahlgrenska oraz Akademii Sahlgrenska. Nad badaniami pracowali jednak też eksperci z innych krajów.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Science Translational Medicine przedstawia pierwszy udokumentowany przypadek osoby, której ciało zostało chirurgicznie zmodyfikowane, aby zintegrować wszczepione sensory.
Lekarze nie po raz pierwszy wszczepili pacjentowi protezę, którą można poruszać. Do tej pory jednak działało to dzięki napinaniu mięśni na kikucie. W ten sposób specjalne czujniki analizowały ich aktywność. Co zmieniło się w tym przypadku? Mechanizm zastosowany przez badaczy polega na wszczepieniu w tkankę pacjenta specjalnych czujników, które odczytują aktywność nerwów. Następnie tę informację przekazują do protezy poprzez odpowiednie sygnały.
Różnica polega również na sposobie zamontowania protezy – jak dotąd protezy były montowane do zachowanej części ręki przy użyciu rękawa. To jednak nie dawało stabilności, metoda ta nie była również zbyt komfortowa dla pacjenta. Podczas tego innowacyjnego zabiegu badacze zamontowali protezę do ciała za pomocą implantu umieszczonego w kości – takie rozwiązanie jest znacznie wygodniejsze dla osoby, która później funkcjonuje na co dzień z protezą.
Wykorzystanie technologii opartej na sztucznej inteligencji
Algorytmy sztucznej inteligencji przekładają intencje użytkownika na ruch protezy. Naukowcy wyjaśnili, na czym dokładnie polega innowacyjność nowej metody: „Kluczowym elementem naszej pracy jest kliniczne zastosowanie bardziej precyzyjnych procedur chirurgicznych oraz osadzenie sensorów w strukturach neuromięśniowych w trakcie operacji. Łączymy je z elektronicznym systemem protezy za pomocą zintegrowanego z kością interfejsu. Algorytmy sztucznej inteligencji zajmują się resztą”.
„Cieszy mnie, że nasze innowacje chirurgiczne i inżynieryjne mogą zapewnić tak wysoki poziom funkcjonalności osobom po amputacji ramienia. Ten sukces to wynik ponad 30 lat stopniowego rozwoju naszej koncepcji, do którego, jak mogę z dumą powiedzieć, się przyczyniłem” – powiedział prof. Rickard Branemark z Uniwersytetu w Göteborgu.
Lepsze możliwości związane z nową protezą
Ta przełomowa operacja odbyła się w Szpitalu Uniwersyteckim Sahlgrenska. Przeprowadził ją specjalista znany z pierwszej transplantacji dłoni w Skandynawii – dr Paolo Sassu. Ekspert wyjaśnił:
Niesamowita podróż, którą podjęliśmy razem z inżynierami z CBPR, umożliwiła nam połączenie nowych technik mikrochirurgicznych z zaawansowanymi, wszczepianymi elektrodami, które zapewniają kontrolę pojedynczych palców w protezie ramienia i jednocześnie przekazują sensoryczne informacje zwrotne. Pacjenci po amputacji ramienia mogą teraz dostrzec jaśniejszą przyszłość.
Dzięki odkryciu przeniesione nerwy stopniowo łączą się z nowymi mięśniami, które je przyjmują. Gdy proces unerwienia jest już wystarczająco zaawansowany, badacze łączą je z protezą. To z kolei pozwala pacjentowi kontrolować każdy palec bionicznej dłoni – w taki sposób, jak by była ona jego własną. Badacze pracują obecnie nad dalszym udoskonalaniem możliwości sterowania bioniczną dłonią.
Czytaj też:
Te zawody są bardzie narażone na zachorowanie na raka jajnika. Najnowsze badaniaCzytaj też:
Roboty zrewolucjonizują okulistykę? Pojawiła się szansa dla wielu chorych