Przełomowy implant przywraca zmysł dotyku i zwiększa zręczność osób używających protez dłoni
Ostatnie lata przyniosły znaczący rozwój technologiczny w dziedzinie protetyki, jednak sztuczne odpowiedniki prawdziwych kończyn oferują jedynie ograniczoną pomoc w wykonywaniu codziennych czynności, ponieważ niedostateczne przekazywanie informacji czuciowych do mózgu sprawia, że ruch jest niedoskonały. Dzięki finansowanemu przez Unię Europejską projektowi DeTOP naukowcy opracowali nowy system implantów pozwalający na stosowanie czującej, sprawnej i przede wszystkim możliwej do zastosowania w warunkach klinicznych protezy ręki w realnym życiu. Zgodnie z informacją podaną na stronie internetowej projektu, w wyniku przełomowej operacji pewna pacjentka pochodząca ze Szwecji stała się pierwszą w historii osobą, której wszczepiono tytanowe implanty „w obu kościach przedramienia (łokciowej i promieniowej), od których poprowadzono elektrody do nerwów oraz mięśni. Celem tych elektrod jest czerpanie sygnałów pozwalających na kontrolowanie robotycznej dłoni oraz zapewnianie wrażeń dotykowych”. Autorzy informacji podkreślają, że „dotychczas stosowane protezy opierają się na elektrodach umieszczonych na skórze, które czerpią informacje umożliwiające kontrolę ruchów protezy ze znajdujących się pod nimi mięśni kikuta. Tego rodzaju powierzchowne elektrody oferują jedynie ograniczony i niepewny zestaw sygnałów, które pozwalają zaledwie na bardzo wąski zakres ruchów obszernych, takich jak otwieranie czy zamykanie dłoni”. Według informacji „dostępne obecnie na rynku protezy nie zapewniają użytkownikom odczuć dotykowych ani kinestetycznych, dlatego pacjenci muszą polegać w czasie korzystania z nich wyłącznie na wzroku”. W praktyce ogranicza to możliwości oszacowania i oceny siły swojego uścisku przez pacjenta. „Dostęp do dużo większej ilości informacji pozwalających na bardziej precyzyjną kontrolę jest możliwy dzięki wprowadzeniu elektrod do wszystkich pozostałych mięśni kikuta”. Szwedzka pacjentka, która jako pierwsza korzysta z nowego rozwiązania, korzysta łącznie z 16 elektrod połączonych z nerwami, które normalnie prowadziłyby do jej amputowanej dłoni. Elektrody implantowane przy pomocy tej techniki „pozwalają naukowcom na elektryczną stymulację nerwów w taki sam sposób, jak w przypadku informacji przekazywanych przez biologiczną kończynę”. Dzięki temu pacjentka może poczuć „odczucia i wrażenia pochodzące z nowej protezy kończyny”, a wszystko dzięki „czujnikom, które stymulują nerwy w celu umożliwienia odczuwania”. Z laboratorium do zastosowań w realnym świecie Spółka Integrum AB oraz Uniwersytet Techniczny Chalmersa współpracujące w ramach projektu pokazały dotychczas, że osoby po amputacji kończyny górnej powyżej łokcia są w stanie kontrolować podobną protezę w codziennym życiu, jak pokazuje opublikowany film. Informacja podana przez zespół projektu DeTOP omawia także szereg wyzwań związanych z procesem: „Tego rodzaju rozwiązanie było niemożliwe do zastosowania w przypadku osób po amputacji kończyny górnej poniżej łokcia, ponieważ znajdują się tam dwie mniejsze kości, nie jedna duża jak w przypadku ramienia. Fakt ten stanowił duże wyzwanie przy opracowywaniu i rozwoju systemu implantów. Z drugiej strony taka anatomia przedramienia pozwoliła na osiągnięcie dużo dokładniejszej kontroli nad protezą kończyny, ponieważ dzięki niej dysponujemy dużo większą liczbą mięśni, które czerpią informacje i impulsy z mózgu”. Jak dowiadujemy się z informacji zamieszczonych w witrynie projektu, pacjentka przechodzi obecnie rehabilitację w celu wzmocnienia kości przedramienia. Uczy się także na nowo kontrolowania swojej amputowanej ręki, wykorzystując w tym celu rzeczywistość wirtualną, zanim będzie miała możliwość korzystania z prawdziwej protezy. Na operację wszczepienia implantów czeka obecnie dwóch kolejnych pacjentów we Włoszech i w Szwecji. Trwający projekt DeTOP (Dexterous Transradial Osseointegrated Prosthesis with neural control and sensory feedback) „kierowany jest do osób z ograniczonymi możliwościami czuciowo-ruchowymi ręki lub brakiem takich możliwości w wyniku amputacji”, jak informuje serwis CORDIS. Dalej stwierdzono, że: „Najważniejszym elementem systemu jest zintegrowany z układem kostnym interfejs człowiek-maszyna, który pozwala na stworzenie połączeń pomiędzy ludzkim organizmem oraz robotyczną protezą kończyny”. Więcej informacji: strona internetowa projektu DeTOP
