protez ayak düsünce kontrollü olarak yapılıyor | Protez Kullanıcıları
Anasayfa » Protez Üretimleri » İthal Üretimler » Düşünce Kontrollü Bacak Protezinin Karmaşıklıklarını Çözüyor
İthal Üretimler / Protez Üretimleri / Robotik P / Üniversiteler
Bilgisayar Üzerindeki Modüller Cerrahi veya İmplant Kullanmadan İlk Biyonik Bacak Sağlar
Chicago Rehabilitasyon Enstitüsü, sinir yeniden yönlendirme ameliyatı veya implante edilmiş sensör kullanmayan ilk nöral kontrollü biyonik bacağını geliştirdi. Motorlu diz ve ayak bileği dahil olmak üzere protezlerde güçlü bir gelişme ve hastanın kendi sinir sinyallerinin sağladığı kontrol. Küçük ama güçlü bir Modül Bilgisayar platformuyla desteklenen bu düşünce kontrollü protez, tıbbi gömülü tasarımda, tümüyle işleyen bir doğal uzuv gibi davranan bir protez ile hastaların yaşamlarını ve hareketliliğini iyileştiren önemli bir atılımdır.
Protez uzuvların teknolojisi zamanla çok yol kat etti, ancak seçenekler hala bacak ampute’lerinde sınırlı. Basit dübel bacakları daha sofistike ve gerçekçi yapay uzuvlara evrimleşmiş olsa da, hasta sinir ameliyatına girmek zorunda kaldı veya invaziv implantlara dayandı. Ve kontrollü mekanize kollar üreten teknoloji bir süredir var olsa da, bacak hareketinin karmaşıklığı onu bacak protezlerinde başarıyla uygulanmasını engellemiştir. Diz ve ayak bileğini hareket ettirme ve kontrol etme yeteneği olmadan, protez bacak doğal bacak hareketini çoğaltmaya çalışan hastalar için pasif bir çözüm olarak kaldı.
Chicago Rehabilitasyon Enstitüsü (RIC) bu zorluğu üstlendi ve Nashville’deki Vanderbilt Üniversitesi’ndeki bilim adamlarıyla “biyonik bacağın” geliştirilmesi ve çalışması için ya da diz ve ayak bileğinde motorlu eklemlerle bir araya geldi. Beş yıl boyunca, bu ekip bilgisayar teknolojisini araştırdı ve insanların nasıl yürüdüğü hakkında bilgi topladı – sonuçta daha iyi kontrol için doğal kas sinyallerini içeren çok daha gelişmiş bir protez bacağını inşa etti.
RIC’in Protez ve Ortez Laboratuvarı için Sinir Mühendisliği direktörü Dr. Levi Hargrove, “Teknoloji, bu motorlu eklemleri veya biyonik uzuvları alabileceğimiz noktaya geldiğinde geliştirdi. Pille çalışan motorların vücut ağırlığını taşıdıklarından çok güçlü olmaları gerekir, ancak her adımda güç sürüklerken güç tasarruflu olmaları gerekir. Bu elementlerin şimdi çok küçük form faktörlü gömülü teknolojilerde mevcut olduğunu görmekten şanslıyız, bu da bacağını sağlayan küçük, hafif bir hesaplama paketi oluşturmamızı sağlıyor. Bu, türünün ilk örneği, devrimci, kullanıcının hareketi kontrol etmek için sinir ameliyatına veya implantlara ihtiyaç duymaması. ”
Gumstix ‘Overo Air bilgisayar üstü (COM) ürün ailesi tarafından etkinleştirilen biyonik ayak, hastalara önceki protez cihazlardan çok daha fazla kontrol ve hareket sunabiliyor.
Biyoniklerin Bilgisayar Üzerindeki Modüllerle Kullanılması
Güvenilir, düşük güçlü bileşenler biyonik bacağın merkezinde yer alır ve aynı zamanda esnek, yüksek performanslı mikroişlemciler gerektiren son teknoloji algoritmaları da kullanması gerekir. Örneğin, bacağın bilgisayarı hareket etmek için hangi kasların işaretlendiğini belirlemek için bir algoritma kullanır ve ardından eklemi hareket ettirmek için motorlara komut verir. Hargrove, “Bacaktaki sensörler son derece duyarlı ve ciltle doğrudan temas ediyor, implant ihtiyacını ortadan kaldırıyor, ancak hareket etmeye çalıştıklarında kaslar tarafından gönderilen küçük elektrik sinyallerini tespit ediyorlar” dedi.
Biyonik ayağı besleyen motorlar, çok küçük bir pakette esnek kablosuz iletişim sağlayan Gumstix ‘Overo Modül Bilgisayar (COM) ürün ailesine dayanmaktadır. Örneğin, 800 MHz Texas Instruments AM3703 Sitara uygulama işlemcisine dayanan Overo AirSTORM-Y COM, TI’nin WiLink 8 kablosuz modülünü kullanan bir erişim noktası modu, 802.11b / g / n Wi-Fi ve BLE’li Bluetooth 4.1 içerir. COM’lar, son kullanım uygulaması için özelleştirmeyi içeren bir genişletme kartıyla birlikte çalışır; bilim insanları, gömülü tıbbi cihazlarının benzersiz gereksinimlerini karşılamak için Geppetto D2O gibi web tabanlı tasarımdan sipariş araçlarını kullanarak genişleme kartlarını daha da özelleştirebiliyorlar.
“Gumstix Overo Air’i seçtik çünkü küçük form faktörü performansını kablosuz bağlantı ve esnek veri depolama ile harmanladı. Araştırma ve geliştirme aşamasında tam bir işletim sistemi istedik – Linux mükemmel bir seçenekti, geliştirme yönetiminde yararlı olan kapsamlı bir analitik, depolama ve ağ oluşturma araçları seti sundu. ”
Yerleşik motorlar hastanın rampalarını ve merdivenlerini yukarı kaldırmaya yardım eder – aslında hasta tarafından sürüklenmek yerine yukarıdan yürürken. Bu, geleneksel bir protez kullanırken hastanın dayanabileceği fiziksel zorlama miktarını azaltarak yaşam kalitesinde büyük bir avantaj sunar. Daha az telafi hareketi gerektiğinden, güvenlik de geliştirildi; Bu, gelecekte aşırı kullanım yaralanmalarını önleyerek uzun vadeli sağlık değeri sağlar. Her adımda, bacağın bilgisayarı, diz bükülmesini, ayak bileği fleksiyonunu ve ayak çarpmasını öngörmek için bu bilgiyi kullanarak hastanın yürüyüşünü öğrenir ve ezberler.
Ampute Yaşamını İyileştirme
Gömülü tasarımcılar için biyonik bacak, küçük form faktörü tasarımıyla gerçek bir fark yaratma şansı. Küçük bir platformdaki yüksek performansıyla, COM tabanlı teknoloji, doğal bacak hareketini taklit etmeye ve ampute için uzun vadeli yaşam kalitesini arttırmaya yardımcı olur.
Hargrove, “Akıllı mühendislikle, artık merdivenler ve rampalar arasında yükselip alçalmanın yanı sıra, oturma, ayakta durma ve yürüme arasında sorunsuz bir şekilde geçiş yapabilen ampute’ler için normal bir yürüyüşe izin veriyoruz” dedi. “Bu bacağın sezgisel düşünce kontrolü, hastaların sadece fazla düşünmeden yürümelerine izin vermekle kalmıyor, aynı zamanda sinir yeniden yönlendirme ameliyatı veya vücuda yerleştirilen implantlar olmadan da çalışıyor. Hasta tabanı artık yapay bir uzuvyu kontrol etmek için ameliyat veya implantasyon yapmak isteyen veya yaptırmak isteyenler ile sınırlı değildir ve birkaç yıl içinde ABD’deki bir milyon insanın çoğuna bacak amputasyonlarında yardımcı olabileceğiz. ”
Yaklaşık beş yıl sonra, biyonik bacak hala deneniyor. Ancak küçük form faktörü platformlarındaki kararlı araştırmacılar ve gelişmeler sayesinde, araştırmalar devam ediyor – mühendislerin hastaların bacaklarını yürürken uyguladıkları hareketleri izleyen ve yürüyüş ve kullanım gereksinimlerine ayarlamalar yapan takipçileri var. RIC’in mühendis ve klinisyen ekibi, bacağın farklı durumlarda nasıl çalıştığını incelemeye devam etmelerine izin vererek, bir yıllık ev denemelerini tamamlamalıdır. RIC’in planı iyileştirmeler yapmaya devam etmek ve yakında yaşamı değiştiren protezi herkes için kullanılabilir hale getirmektir.