At bruge en arm behøver ikke at betyde at miste enhver følelse af berøring takket være protesearme, der stimulerer nerver med mild elektrisk feedback.
Patienten kan udføre hverdagens opgaver med et sensorisk kontrolmodul integreret med sin protetiske arm. Forskere fra University of Illinois udviklede en kontrolalgoritme, der regulerer strømmen, så en patient føler en konstant fornemmelse.
”Vi giver fornemmelse tilbage til nogen, der har mistet deres hånd. Ideen er, at vi ikke længere vil have, at den protetiske hånd skal føles som et værktøj, vi vil have, at den skal føles som en forlængelse af kroppen, ”sagde Aadeel Akhtar, en MD / Ph.D. studerende i neurovidenskabsprogrammet og den medicinske forskeruddannelse ved University of Illinois. Akhtar er hovedforfatter af et papir, der beskriver det sensoriske kontrolmodul, offentliggjort i Science Robotics, og grundlæggeren og administrerende direktøren for PSYONIC, et startfirma, der udvikler billige bioniske arme. ”Kommerciel protetik har ikke god sensorisk feedback. Dette er et skridt mod at få pålidelig sensorisk feedback til brugere af proteser, ”sagde han.
Protesearme har sensorer i fingerspidserne for at give nervestimulering. Så når brugeren kommer i kontakt med noget, svarer et elektrisk signal på huden til den mængde tryk, der påføres af armen. Lad os tage et eksempel, en vandflaske ville generere en lysfølelse, men et hårdt skub ville have et stærkere signal.
Timothy Bretl, hovedforskeren af undersøgelsen sagde, at ”der har været mange problemer med at give brugerne pålidelig feedback. Under almindeligt slid over tid begyndte elektroder, der er forbundet med huden, at skrælle af, hvilket kan forårsage generering af elektrisk strøm i det område, der forbliver fastgjort, hvilket kan give et smertefuldt stød for brugeren. Også svedtendens kan afbryde forbindelsen mellem elektrode og hud, hvilket brugeren overhovedet ikke vil føle nogen feedback. "En stabil, pålidelig sensorisk oplevelse kunne forbedre en proteses brugers livskvalitet markant," sagde Bretl.
Den feedback, som patienten oplever, overvåger af en controller, som giver brugeren mulighed for at justere det aktuelle niveau for konstant feedback. Selv på tidspunktet for sveden, eller når elektroderne er afskallet 75%. Forskere testede controlleren på to patienter, de udførte en test, hvor elektroderne ukonventionelt blev trukket af og fandt ud af, at controllermodulet automatisk reducerede den elektriske strøm, så tålmodigt rapporterede stabil feedback uden at få noget chok. Brugeren udførte også den daglige opgave (som at gå op ad trapper, hamre et søm ind i et bræt og køre på elliptisk maskine) i testen, hvilket kunne forårsage tab af følelse på grund af sved.
”Hvad vi fandt ud af er, at når vi ikke brugte vores controller, kunne brugerne ikke mærke fornemmelsen mere ved afslutningen af aktiviteten. Men når vi havde aktiveret kontrolalgoritmen, sagde de efter aktiviteten, at de stadig kunne føle fornemmelsen, ”sagde Akhtar.
Tilføjelse af det kontrollerede stimuleringsmodul ville koste meget mindre end selve protesen, sagde Akhtar. "Selvom vi endnu ikke ved den nøjagtige fordeling af omkostningerne, er vores mål at have det fuldstændigt dækket af forsikring uden omkostninger uden for lommen for brugerne."
Holdet arbejder på størrelsen på det modul, der giver den elektriske feedback. At gøre det mindre hjælper med at montere det i en protesearm i stedet for at fastgøre det udvendigt. De planlægger også at teste med mere nej. af patienter for at levere bedre løsninger.
”Når vi først har fået en miniaturestimulator, planlægger vi at foretage mere patienttest, hvor de kan tage den med hjem i længere tid, og vi kan evaluere, hvordan det føles, når de udfører aktiviteter i det daglige liv. Vi ønsker, at vores brugere skal være i stand til pålideligt at føle og holde tingene så sarte som et barns hånd, ”sagde Akhtar. "Dette er et skridt mod at skabe en protetisk hånd, der bliver en forlængelse af kroppen snarere end blot at være et andet værktøj."