Бионическая нога облегчает и ускоряет ходьбу для людей с ампутированными конечностями, показали испытания | Медицинские исследования

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

Устройство позволяет владельцу сгибать, направлять и вращать стопу протеза, используя только свои мысли. Это привело к более естественной походке, улучшенной 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 используя эти сигналы для управления лодыжкой с электроприводом.

«Никто не смог продемонстрировать такой уровень контроля мозга, который обеспечивает естественную походку, при которой движениями управляет нервная система человека, а не роботизированный алгоритм управления», — сказал профессор Хью Херр, содиректор K Lisa Yang. Центр бионики Массачусетского технологического института (MIT) и старший автор исследования.

«Они не только смогут ходить по ровной поверхности, но и смогут ходить в походы или танцевать, поскольку 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 метель во время скалолазания в 1982 году. подобных бионических ног в будущем.

«Я думаю сделать это для обеих своих ног в ближайшие годы», – сказал он.

В ходе судебного разбирательства, опубликованного в Природная медицинасеми пациентам была сделана бионическая нога и сравнена с семью пациентами с традиционными ампутациями. Пациенты сообщили об уменьшении боли и атрофии мышц после новаторской операции, необходимой для управления бионической ногой, которая сохраняет естественные связи между мышцами ноги. Пациенты также с большей вероятностью чувствовали, что их протезная конечность была частью их тела.

«[With] протез не контролируется мозгом, пациенты рассматривают его как инструмент, как плотник рассматривает свой молоток», — сказал Герр. «Когда человек может напрямую контролировать и чувствовать движение протеза, он становится действительно частью анатомии человека. Это может быть весьма эмоционально для субъектов, которые подвергаются этой процедуре».

Для использования устройства пациентам необходимо пройти новую форму операции по ампутации ниже колена, называемую мионевральный интерфейс агонист-антагонист (АМИ). Целью операции является сохранение двух пар мышечных соединений, которые в здоровой ноге используются для сгибания и направления стопы, а также для наклона стопы из стороны в сторону.

Во время традиционной ампутации эти соединения разрываются, но при хирургическом вмешательстве при ОИМ остаточные мышцы соединяются заново. Это означает, что даже если у пациента нет собственной ноги, его мышечные сокращения можно отслеживать и с помощью алгоритма переводить в движения лодыжки с электрическим приводом.

Операцию можно провести во время первичной ампутации или восстановить соединение мышц после первичной ампутации в рамках ревизионной процедуры.

Доктор Сигрид Дюпан, эксперт по протезам из Университетского колледжа Дублина, которая не принимала участия в исследовании, сказала, что очень интересно наблюдать прогресс в протезировании, который задействует 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 способны справляться с различиями в местности, окажут более глубокое влияние на жизнь людей», — сказала она. «Я с нетерпением жду возможности увидеть, как будут развиваться эти исследования, и мне бы хотелось увидеть более широкое внедрение этого хирургического подхода».

Команда MIT надеется, что коммерческая версия ноги станет доступной в течение пяти лет, чтобы больше пациентов смогли получить пользу. «Это приведет к кардинальным изменениям в клинической помощи для многих пациентов по всему миру», — сказал Херр. «Мы очень увлечены тем, чтобы предоставить эту технологию пациентам, которые в ней нуждаются».