Die erste sensorisch verbesserte künstliche hand ermöglicht es dem amputanten, sich "zu fühlen"


Die erste sensorisch verbesserte künstliche hand ermöglicht es dem amputanten, sich

Ein 36-jähriger Mann aus Dänemark ist der erste Amputierte der Welt geworden, um sich in Echtzeit mit einer sensorisch verbesserten künstlichen Hand zu "fühlen". Die Prothese ist chirurgisch mit Nerven in seinem Oberarm verkabelt und erlaubt ihm, Gegenstände zu behandeln und sofort zu spüren, was sie sich fühlen.

Das sensorische System, das mit der künstlichen Hand verbunden ist, wurde von Silvestro Micera und Kollegen aus der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz und der Sant'Anna School of Advanced Studies (SSSA) in Italien geschaffen.

Ein Prototyp der Technologie wurde im Februar letzten Jahres getestet, deren Ergebnisse in letzter Zeit in der Zeitschrift veröffentlicht wurden Wissenschaft Translational Medicine .

Um Sensoren in einer künstlichen Hand zu schaffen, die Informationen aus der Berührung erkennen, haben die Wissenschaftler die Spannung in künstlichen Sehnen gemessen, die die Fingerbewegung kontrollieren. Diese Messung wurde in einen elektrischen Strom umgewandelt.

Weil das zentrale Nervensystem diesen elektrischen Strom nicht verstehen kann, nutzten die Forscher Computeralgorithmen, um die elektrischen Signale in einen Impuls zu verwandeln, der von Sinnesnerven verstanden werden kann.

Diese neuen Impulse wurden dann durch Drähte in vier Elektroden geschickt, die chirurgisch in die Nerven des Oberarms implantiert wurden, wodurch der Tastsinn hervorgerufen wurde.

Dennis Aabo Sørensen (Bild) ist der erste Amputierte, der in der Lage ist, Objekte mit einer sensorisch verbesserten prothetischen Hand zu fühlen.

Bildnachweis: Lifehand 2 / Patrizia Tocci

"Das sensorische Feedback war unglaublich"

Dennis Aabo Sørensen verlor seine linke Hand in einem Feuerwerk Unfall 9 Jahre vor der Operation für die neue sensorische System am Gemelli Krankenhaus in Rom im Januar 2013.

Neurologe Paolo Maria Rossini führte die Operation, die die Implantation von "transneuralen" Elektroden in die ulnaren und medianen Nerven von Sørensens linkem Arm erforderte.

Sørensen wurde dann 19 Tage vor der Voruntersuchung unterzogen, bevor die Prothesen an den Elektroden jeden Tag für 1 Woche befestigt wurden.

Die Wissenschaftler stellen fest, dass die Elektroden - von Thomas Stieglitz und Kollegen an der Universität Freiburg in Deutschland - ultradünn waren, so dass sehr schwache Signale direkt an das Nervensystem übertragen werden konnten.

Die Forscher geben zu, dass sie besorgt waren, da die Nerven in Sørensens Arm in 9 Jahren nicht benutzt worden waren, konnten sie die Empfindlichkeit verringern.

Doch aus einer Reihe von Labortests, die Sørensen benötigten, um eine Augenbinde und Ohrstöpsel zu tragen, während sie verschiedene Objekte mit der sensorisch verbesserten künstlichen Hand faßten, fanden die Wissenschaftler das Ergebnis der Operation erfolgreich zu sein.

Sørensen war in der Lage, die Stärke seiner Griffe auf den Objekten zu erkennen, sowie die Form und Konsequenz von ihnen.

Er erklärt:

Das sensorische Feedback war unglaublich. Ich konnte Dinge fühlen, die ich seit über 9 Jahren nicht mehr fühlen konnte. Als ich einen Gegenstand hielt, konnte ich fühlen, ob es weich oder hart, rund oder quadratisch war."

Wegen der Sicherheitsbeschränkungen in klinischen Studien hatte Sørensen die Elektroden nach 1 Monat aus seinem Arm entfernt.

Aber die Forscher sagen, sie sind zuversichtlich, dass die Elektroden mit voller Funktionalität für viele Jahre implantiert bleiben könnten, ohne irgendwelche Schäden am Nervensystem zu verursachen.

Sørensen und Micera erklären, wie das sensorische System im Video unten arbeitet:

Die Zukunft der bionischen Hand

Obwohl die Wissenschaftler sagen, dass diese Studie der erste Schritt zu einer bionischen Hand ist, merken sie, dass es viele Jahre dauern wird, bis eine sensorisch verbesserte prothetische Hand verfügbar ist.

Sie sagen, ihr nächster Schritt wird dazu führen, dass die Elektronik für die sensorische Rückkopplung kleiner, so dass sie für eine tragbare Prothese verwendet werden können.

Die Forscher wollen auch die sensorische Technologie verbessern, um detailliertere Empfindungen aus der Berührung zu schaffen und das Bewusstsein um die Winkelbewegung der Finger zu verbessern.

Für jetzt ist Sørensen zurückgekehrt, um eine kommerzielle prothetische Hand zu benutzen, die Muskelbewegung in seinem Stumpf erkennt. Dies erlaubt ihm, Gegenstände zu halten und zu öffnen und seine Hand zu schließen.

Obwohl die Studie bedeutete, dass er nur in kurzer Zeit in seiner linken Hand berühren konnte, sagte Sørensen, er sei erfreut, mitzumachen.

"Ich war mehr als glücklich, mich für die klinische Prüfung freiwillig zu engagieren, nicht nur für mich selbst, sondern auch anderen Amputierten zu helfen", sagt er.

Letztes Jahr, Medical-Diag.com Berichtete über eine Studie, die neuronale Muster, die auftreten, wenn Tiere berühren Objekte - Ergebnisse, die in der Schaffung von berührungsempfindlichen prothetischen Gliedmaßen, die direkt mit dem Gehirn kommunizieren könnte auftreten.

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