Инвалид управляет протезами руки с помощью мысли

Новая технология позволила Лесли Бо мысленно контролировать одновременные движения протезов обоих рук.

Исследователи из Лаборатории прикладной физики (APL) университета Джона Хопкинса успешно испытали двусторонний плечевой протез, позволяющий пациенту выполнять сложные задачи, используя обе руки одновременно. Испытания показывали, что система быстро обучается и может в один прекрасный день радикально изменить жизнь людей с ампутированными на уровне плеча конечностями.

Для большинства из нас, такие простые задачи, как выпить чашку кофе или воспользоваться услугами торговых автоматов не представляют каких-либо проблем. Но для таких людей, как Лесли Бо, который потерял обе руки около 40 лет назад в результате электротравмы, они могут оказаться просто невозможными. Последние научные исследования и разработки передовых технологий протезирования, таких как та, что является целью в данном исследовании, направлены на изменение сложившейся ситуации. Последние достижения обещают реально изменить к лучшему жизнь людей с ампутированными конечностями.

Для того, чтобы овладеть управлением протезами, г-н Бо первоначально прошел обязательный курс лечения, известный как реиннервация отдельных мышц, позволяющий переназначить управление нервными окончаниями, которые когда-то контролировали ампутированную конечность. После лечения, специалисты APL использовали программное обеспечение для распознавания образов с целью локализации сокращений отдельных мышц, изучая связь между ними, а также частоту и амплитуду нервных импульсов. Эта информация затем была переведена на конкретные движения протезов.

Чтобы позволить Бо контролировать свои новые конечности, был создан специальный корсет для верхней половины туловища, который имеет два назначения. Он поддерживает искусственные конечности и обеспечивает неврологическую связь с реиннервированными нервами. Первая версия корсета была изготовлена на основе компьютерного моделирования. Необходимость более точного соответствия туловищу Бо привела к созданию второго варианта корсета, используя более традиционную технологию подгонки.

В ожидании готового изделия коллектив исследователей приступил к обучению Бо использованию протезов с помощью виртуальной интегрированной среды (VIE), которая является виртуальной версией разработанных этими же специалистами модульных протезов. После того, как корсет был изготовлен, а протезы установлены, пациент мог выполнять такие сложные задачи, как перемещение чашки между полками разной высоты, выполнение восьми отдельных движений для достижения поставленных целей. Он даже способен был одновременно двигать обеими руками.

Работавший с Бо протезист Кортни Моран отметил: "Мы предполагали, что с новыми протезами удастся достичь лучших результатов, в сравнении с тем, что обеспечивают обычные протезы, но скорость, с которой пациент изучал движения и количество движений, которые он освоил за такой короткий период времени, оказалось далеко за рамками наших ожиданий".

Это был захватывающий месяц для исследований протезирования, как в Университете Джона Хопкинса, положительные результаты которого, мы только что описали, так и в другом американском университете. Ранее в этом месяце, исследователи из Университета Питтсбурга опубликовали результаты подобного перспективного исследования с манипулятором, управляемым сознанием человека.