L osing en arm trenger ikke å bety å miste all følelse av berøring, takket være protese armene som stimulerer nervene med mild elektrisk tilbakemeldinger.
Pasienten kan utføre hverdagsoppgaver med en sensorisk kontrollmodul integrert med protesearmen. Forskere fra University of Illinois utviklet en kontrollalgoritme som regulerer strømmen, slik at en pasient føler seg jevn.
“Vi gir sensasjon tilbake til noen som har mistet hånden. Tanken er at vi ikke lenger vil at den protetiske hånden skal føles som et verktøy, vi vil at den skal føles som en forlengelse av kroppen, ”sa Aadeel Akhtar, en MD / Ph.D. student i nevrovitenskapsprogrammet og medisinstudentens program ved University of Illinois. Akhtar er hovedforfatter av et papir som beskriver sensorisk kontrollmodul, publisert i Science Robotics, og grunnlegger og administrerende direktør for PSYONIC, et oppstartsselskap som utvikler billige bioniske armer. “Kommersiell proteser har ikke gode sensoriske tilbakemeldinger. Dette er et skritt mot å få pålitelig sensorisk tilbakemelding til brukere av proteser, ”sa han.
Protesearmer har sensorer i fingertuppene for å gi nervestimulering. Så når brukeren kommer i kontakt med noe, tilsvarer et elektrisk signal på huden mengden trykk som påføres av armen. La oss ta et eksempel, en vannflaske ville generere en lysfølelse, men et hardt trykk ville ha et sterkere signal.
Timothy Bretl, hovedforsker av studien sa at ”det har vært mange problemer med å gi brukerne pålitelig tilbakemelding. Under vanlig slitasje over tid begynte elektroder som er forbundet med huden å skrelle av, noe som kan føre til generering av elektrisk strøm i området som forblir festet, noe som kan gi brukeren et smertefullt støt. Også svetting kan avbryte forbindelsen mellom elektrode og hud, på grunn av hvilken bruker ikke vil føle noen tilbakemelding i det hele tatt. "En jevn, pålitelig sensorisk opplevelse kan forbedre en proteses brukeres livskvalitet betydelig," sa Bretl.
Tilbakemeldingene som pasienten opplever overvåker av en kontroller, som lar brukeren justere det nåværende nivået for jevn tilbakemelding. Selv på svettetidspunktet eller når elektrodene skrelles av. Forskere testet kontrolleren på to pasienter, de utførte en test der elektrodene ble ukonvensjonelt skrelt av og fant ut at kontrollmodulen automatisk reduserte den elektriske strømmen, så tålmodig rapporterte jevn tilbakemelding uten å få noe støt. Brukeren utførte også hverdagsoppgaven (som: å gå i trapper, hamre en spiker i et brett og løpe på elliptisk maskin) i testen, noe som kan føre til tap av følelse på grunn av svette.
“Det vi fant ut var at når vi ikke brukte kontrolleren vår, kunne ikke brukerne føle følelsen lenger på slutten av aktiviteten. Men da vi hadde kontrollalgoritmen på, sa de etter aktiviteten at de fortsatt kunne føle følelsen helt fint, ”sa Akhtar.
Å legge til den kontrollerte stimuleringsmodulen vil koste mye mindre enn selve protesen, sa Akhtar. "Selv om vi ikke vet ennå den nøyaktige fordelingen av kostnadene, er vårt mål at de skal være fullstendig dekket av forsikring uten at det koster noe for brukerne."
Teamet jobber med størrelsen på modulen som gir elektrisk tilbakemelding. Å gjøre det mindre hjelper med å montere det i en protesearm i stedet for å feste den utvendig. De planlegger også å teste med mer nei. av pasienter for å gi bedre løsninger.
“Når vi først har fått en miniatyrisert stimulator, planlegger vi å gjøre flere pasienttester der de kan ta den med hjem i lengre tid, og vi kan evaluere hvordan det føles når de utfører aktiviteter i det daglige. Vi vil at brukerne våre skal kunne føle og holde ting så delikate som et barns hånd, "sa Akhtar. "Dette er et skritt mot å lage en protetisk hånd som blir en forlengelse av kroppen i stedet for bare å være et annet verktøy."