Эта процедура позволила людям ходить быстрее, лучше подниматься по лестнице и легче обходить препятствия.
В ходе клинического испытания исследователи позволили людям с протезами ног ходить с той же скоростью, что и люди без ампутаций ног. Экспериментальная операция включает в себя повторное соединение мышц в ноге человека, что позволяет им вырабатывать электрические сигналы, запускающие движение протезной конечности.
Процедура может помочь людям с ампутацией ног адаптироваться к ходьбе с разной скоростью и передвижению по различным ландшафтам. Результаты были опубликованы 1 июля в журнале Природная медицина.
«Мы смогли впервые продемонстрировать полный нейронный контроль бионической ходьбы», — рассказал Хёнгын Сон, первый автор исследования и научный сотрудник Массачусетского технологического института. Вашингтон ПостЛизетт Ортега.
«Это дает пользователю такую высокую гибкость, которая гораздо ближе к тому, как работает биологическая нога», — говорит Томмазо Ленци, биомедицинский инженер из Университета Юты, который не принимал участия в исследовании. Новости природыМирьям Наддаф.
Эми Пьетрафитта, параспортсменка, перенесла операцию в качестве участницы исследования в 2018 году. «Операция сама по себе стоит внимания», — говорит она. Обзор технологий Массачусетского технологического институтаСара Уорд. «Я чувствую, что моя нога снова у меня».
В настоящее время протезы ног полагаются на роботизированное управление ходьбой. Протезы реагируют на окружающую среду и походку человека с помощью предопределенных команд, которые диктуют движение. Это означает, что люди не имеют полного контроля над протезной конечностью, согласно заявлению MIT.
«Когда я иду, создается ощущение, будто меня кто-то ведет, потому что алгоритм посылает команды двигателю, а я нет», — говорит Хью Херр, соавтор исследования, создающий бионические конечности в Массачусетском технологическом институте. Вашингтон Пост. Герр использует два роботизированных протеза, поскольку обе его ноги были ампутированы ниже колена после несчастного случая во время восхождения.
Герр и другие исследователи работали над разработкой хирургической процедуры и бионической конечности, которые вместе обеспечивают функциональность, схожую с той, которую испытывают люди без ампутаций. В новом исследовании они провели экспериментальную операцию на семи людях с ампутациями ниже колена, в ходе которой они соединили пару мышц, которые работают вместе, чтобы контролировать ногу.
Процедура позволяет мышцам общаться друг с другом. В целом, мышцы работают парами: одна сокращается, а другая удлиняется, чтобы создать движение. Но традиционные ампутации ниже колена нарушают это взаимодействие, мешая человеку точно ощущать, где находится его протезная конечность.
Кроме того, подключение этих мышц позволяет им производить электрические сигналы, связанные с движением ноги, которые очень похожи на сигналы в неповрежденной ноге. Участники использовали бионическую ногу с приводной лодыжкой и электродами, которые могут обнаруживать эти сигналы, позволяя технологии реагировать на команды мозга.
Чтобы проверить эффективность операции, исследователи сравнили этих семерых участников с семью другими людьми, которым провели традиционную ампутацию ниже колена. Все участники использовали одну и ту же бионическую конечность с электродными датчиками.
Сравнение показало, что люди, которым была сделана новая хирургическая операция, увеличили скорость ходьбы на 41 процент по сравнению с людьми, которым была сделана традиционная операция, что позволило им двигаться с пиковой скоростью, сопоставимой с людьми без ампутаций при ходьбе по ровной поверхности. Они также могли лучше обходить препятствия и подниматься по лестницам и склонам более естественно. И они испытывали меньше боли и атрофии мышц после операции.
«Я на самом деле нашел удивительным, что при таком небольшом обучении они смогли достичь таких хороших результатов», — рассказывает Леви Харгроув, нейроинженер из Северо-Западного университета, который не принимал участия в исследовании. Новости природы«Они увидят еще большую пользу при более длительном периоде адаптации, нося устройство».
«Самое крутое в этом то, как здесь сочетаются хирургические инновации с технологическими инновациями», — рассказал Конор Уолш, который разрабатывает носимых вспомогательных роботов в Гарвардском университете и не принимал участия в исследовании. Вашингтон Пост.
Исследователям еще предстоит увидеть, как конечности работают вне лабораторных условий. Но на данный момент около 60 человек прошли такую операцию.
Процедура наиболее эффективна, когда она проводится одновременно с ампутацией, хотя, по словам исследователей, она также эффективна у людей, которым ампутация была сделана давно. Финансовые ВременаКлайв Куксон. Герр надеется, что продукт поступит в продажу примерно через пять лет, согласно публикации.
