Atklājumi.lv

Veiksmīgi izmēģināta uzlabota elektroniskas robotrokas protēze

Čikāgas Rehabilitācijas institūta speciālistiem ASV Aizsardzības ministrijas perspektīvo pētījumu pārvaldes (DARPA) finansētā projekta ietvaros izdevies uzbūvēt jaunas paaudzes rokas protēzes prototipu.

Trīs pacientiem veica sarežģītas mikroķirurģiskas operācijas, kuru laikā "terminatorrokas" vadības bloku savienoja ar atbilstošiem amputēto locekļu nervu galiem. Veicot kontrolizmēģinājumus, visi pacienti spēja sekmīgi vadīt jauniegūto mehānisko roku, kurai, motoru darbināti, kustās pirksti, plaukstas, elkoņu un plecu locītavas.

Izmēģinājumos (sk. video), attēlojot parastas kustības, viņi māja ar jauno roku gaisā un pacēla dažādus priekšmetus, ieskaitot stikla glāzi un cepumu. Darba rezultātu pārskats publicēts žurnāla Journal of the American Medical Association 10. februāra numurā.

Vēl pagaidām izmantoto iepriekšējās paaudzes motorizēto rokas protēžu vadība parasti tiek īstenota, darbības impulsu nododot no muskuļa uz mehānismu. Lai ierosinātu kustību, lietotājam apzināti jāsavelk attiecīgais muskulis. Ierīču reakcija ir lēna un nereti juceklīga. Pie tam, vienlaikus var veikt tikai vienu kustību.

Toda Kuikena vadībā izstrādātajai jaunajai protēzei ir pavisam cita principa bioelektroniskā saskarsne. Vispirms zaudētās ekstremitātes daļas nervi ķirurģiski tiek pārnesti uz augšdelma vai pleca muskuļiem. Pārnestie nervi ieaug muskuļos, kuri tagad saraujas automātiski, tiklīdz cilvēks iedomājas par locekļa kustību. Robotrokas sensori šos signālus nolasa un iedarbina atbilstošos motorus, kas ļauj paveikt iedomāto darbību.

"Gan ātrums, gan kustību precizitāte uzrāda vērā ņemamus uzlabojumus, salīdzinot ar iepriekšējām mioelektriskajām sistēmām," recenzijā par Kuikena veikumu raksta Dienvidkalifornijas universitātes Biomedicīnas inženierijas un neiroloģijas nodaļas vadītājs Džeralds Lēbs. "Tomēr pats svarīgākais," zinātnieks norāda, "ir vieglums, ar kādu pacienti apguva vairāku mehānisko locītavu darbības koordināciju." Atzīmējams, ka rakstam pievienotajos videomateriālos redzamos ierīces izmēģinājumus pacienti veica tikai divas nedēļas pēc operācijas.

Tagad Kuikens ar kolēģiem turpina rokas bioelektroniskās sistēmas uzlabošanu, cenšoties nodrošināt, lai darbotos arī atgriezeniskā neirālā saikne - no rokas uz smadzenēm. Tas ir īpaši svarīgi, lai, piemēram, noteiktu, cik liels spēks jāpieliek, lai nesaplēšot paceltu glāzi. Jau iegūti pirmie veiksmīgie rezultāti, - pacienti, kam veikta atbilstošo nervu transplantācija ziņojuši par sajūtām zaudētajā rokā. Domājams, ka nākotnē protēzes pirksti tiks aprīkoti ar sensoriem, kas dos īstu roku imitējošu sajūtu kopumu.