Испытания показали, что бионическая нога делает ходьбу быстрее и легче для людей с ампутированными конечностями

Устройство, управляемое мозгом, обеспечивает более естественную походку и улучшает устойчивость на лестницах и неровной местности.

Бионическая нога, управляемая мозгом, позволила людям с ампутациями быстрее ходить и легче преодолевать лестницы и препятствия в ходе новаторского испытания.

Устройство позволяет владельцу сгибать, направлять и вращать стопу протеза, используя только свои мысли. Это привело к более естественной походке, повышению устойчивости на лестницах и неровной местности и увеличению скорости на 41% по сравнению с традиционным протезом. Бионическая нога работает, считывая активность остаточных мышц ноги пациента, и использует эти сигналы для управления лодыжкой с электрическим приводом.

«Никому еще не удавалось продемонстрировать такой уровень управления мозгом, который обеспечивает естественную походку, когда движением управляет нервная система человека, а не роботизированный алгоритм управления», — сказал профессор Хью Херр, содиректор Центра бионики имени К. Лизы Янг при Массачусетском технологическом институте (Массачусетский технологический институт) и старший автор исследования.

«Они смогут не только ходить по ровной поверхности, но и ходить в походы или танцевать, потому что будут полностью контролировать свои движения», — добавил он.

Герр сам страдает двойной ампутацией: он потерял обе ноги из-за сильного обморожения после того, как попал в снежную бурю во время скалолазного похода в 1982 году. Несмотря на то, что первые ампутации были сделаны несколько десятилетий назад, он надеется на повторную операцию, чтобы в будущем иметь возможность пользоваться парой похожих бионических ног.

«Я подумываю о том, чтобы в ближайшие годы сделать это для обеих своих ног», — сказал он.

В ходе исследования семи пациентам пересадили бионическую ногу и сравнили с семью пациентами, перенесшими традиционные ампутации. Пациенты сообщили об уменьшении боли и мышечной атрофии после новаторской операции, необходимой для контроля бионической ноги, которая сохраняет естественные связи между мышцами ног. Пациенты также с большей вероятностью ощущали, что их протез является частью их тела.

«Когда протез не контролируется мозгом, пациенты воспринимают его как инструмент, как плотник воспринимает свой молоток», — сказал Герр. «Когда человек может непосредственно контролировать и ощущать движение протеза, он действительно становится частью анатомии человека. Это может быть весьма эмоционально для испытуемых, которые проходят эту процедуру».

Устройство требует, чтобы пациенты проходили новую операцию по ампутации ниже колена, называемую мионевральным интерфейсом агонист-антагонист (AMI). Операция направлена на сохранение двух пар мышечных соединений, которые в здоровой ноге используются для сгибания и разгибания стопы, а также для наклонов стопы из стороны в сторону.

Во время обычной ампутации эти соединения разрываются, но при операции на AMI остаточные мышцы восстанавливаются. Это означает, что, даже если у пациента нет собственной ноги, его мышечные сокращения можно отслеживать и преобразовывать с помощью алгоритма в движения лодыжки с электрическим приводом.

Операция может быть проведена во время первичной ампутации или мышцы могут быть повторно соединены после первичной ампутации в рамках ревизионной процедуры.

Доктор Сигрид Дюпан, эксперт по протезированию из Университетского колледжа Дублина, которая не принимала участия в исследовании, сказала, что было интересно наблюдать за прогрессом в протезировании, который использует врожденные способности тела и мозга, а не все более сложные технологии.

«Исследование показывает впечатляющие результаты в отношении скорости ходьбы, но я думаю, что результаты, связанные с тем, как люди справляются с различиями в рельефе, окажут более глубокое влияние на жизнь людей», — сказала она. «Я с нетерпением жду продолжения этого исследования и хотел бы увидеть более широкое внедрение этого хирургического подхода».

Команда Массачусетского технологического института надеется, что коммерческая версия leg будет доступна в течение пяти лет, чтобы помочь большему числу пациентов. «Это приведет к кардинальным изменениям в клинической практике для очень большого числа пациентов по всему миру», — сказал Герр. «Мы очень заинтересованы в том, чтобы донести эту технологию до пациентов, которые в ней нуждаются».

Похожие записи:

Могут ли таблетки для физических упражнений помочь создать более здоровое общество? В «Великом тихоокеанском мусорном пятне» найдена жизнь Ученые утверждают, что пыль привела к вымиранию динозавров после столкновения с астероидом Гонка на темную сторону Луны Почему инопланетяне не вступили с нами в контакт?