肘より上の切断者は個々のバイオニック指を制御

Feb 20, 2024

2023年8月4日 コン・ヘイスティングスのリハビリ

スウェーデンのチャルマーズ工科大学の研究者は、肘から上を切断した患者が、指を個別に動かすなど、ロボット義足をより適切に使用できるようにする新しい技術を開発した。 肘から下を切断した患者とは異なり、これらの患者は、生体指などの複数の生体構造を微調整するために残っている筋肉の数が限られています。 これに対処するために、研究者らは肘から上を切断した患者に外科的処置を施し、末梢神経を再構成して、一連のセンサーが機能する小さな神経筋構造物を作成した。 これにより、切断患者がロボット義肢の複数の要素を特定の制御を行う能力が劇的に向上し、そのような患者の器用さと制御を向上させるためのロードマップとなる可能性があります。

ロボット義足は、切断者が日常業務を遂行する能力の一部を取り戻す上で大きな進歩です。 ただし、切断は四肢のどこで行われるかによって異なります。 一般に、上肢を切断した患者の場合、肘から下を切断すると多数の小さな筋肉が残り、個々の指の動きなどロボットの四肢の制御に利用できる可能性があります。 しかし、肘から上の切断の場合、プロテーゼの制御に使用できる残存筋肉の選択肢は少なくなります。

これに対処するために、研究者らは、肘から上を切断した患者により多くの選択肢を与えることができる新しいアプローチを作成しました。 彼らは、このプロジェクトに志願した切断患者にこの手術を実施し、残った上腕の末梢神経を外科的に切除し、その一部を小さな電極を備えた小さな遊離筋肉移植片にリダイレクトした。 実際、これにより、患者が生体四肢の個々のコンポーネントを活性化するために使用できる一連の人工神経筋構造物が作成されました。

新しい神経筋構造は、チームが残存骨に外科的に追加したチタンインプラントを介して生体四肢に接続されており、古典的な「ソケット」フィッティングと比較してより高い強度と快適さを提供します。 患者が特定のパターンで神経筋構造を活性化すると、AI アルゴリズムが生体四肢の特定の動きに関する患者の意図を解釈します。

「この論文では、神経を分散かつ同時の方法で異なる筋肉標的に再配線することが可能であるだけでなく、補綴物の制御の改善にも役立つことを示しています」と、この研究に携わった研究者のマックス・オルティス・カタラン氏は述べた。 「私たちの研究の重要な特徴は、より洗練された外科手術を臨床的に実施し、手術時に神経筋構造物にセンサーを埋め込み、オッセオインテグレーションされたインターフェイスを介してプロテーゼの電子システムに接続できる可能性があることです。 残りは AI アルゴリズムが処理します。」

以下の研究を説明および実演するビデオをご覧ください。

Science Translational Medicine 誌に掲載された研究: 埋め込まれた電極を備えた電気神経筋構造物を外科的に作成することで義足の制御を改善

経由: チャルマーズ工科大学

コン・ヘイスティングス

コン・ヘイスティングス氏は、癌や心血管疾患の治療において細胞、薬物、ナノ粒子を送達する注射用ヒドロゲルの可能性を研究した薬物送達の研究で、アイルランド王立外科医大学から博士号を取得しました。 博士号を取得し、1 年間のポスドク研究を終えた後、コンは学術出版でのキャリアを追求し、その後フルタイムのサイエンス ライターおよび編集者となり、生物医学分野での経験と書面によるコミュニケーションへの情熱を組み合わせました。