ru24.pro
Ru24.pro
Август
2024

Взять в киберруки: в РФ создали очувствленный протез нового поколения

0

Российские ученые модернизировали протезы, которые позволяют вернуть пациентам способность осязать и могут избавить их от фантомных болей. На новом этапе исследования удалось достичь того, что киберконечностью стало возможно двигать свободно, без фиксации. Устройство управляется через специальный интерфейс и позволяет получать сенсорную обратную связь в виде электростимуляции, которая вызывает ощущения в утраченной конечности. Также искусственная рука позволяет различать твердые и мягкие предметы, а также их размер и текстуру. Эксперты считают, что разработка способна существенно улучшить качество жизни людей, перенесших ампутацию.

Вернуть в чувства

В РФ завершился четвертый этап исследования по очувствлению протезов и купированию фантомных болей. Его цель — проверить технологию с новой системой передачи реальных ощущений. Исследования ведутся с 2021 года совместными усилиями компании-разработчика, ДВФУ и Сколтеха. Одно из ключевых достижений — разработка прототипа серийной модели протеза, главная отличительная особенность которого — сенсорная обратная связь.

Отличие созданного прототипа от предыдущих заключается в том, что новая киберрука двигается свободно, без фиксации. Пилоты-испытатели брали хрупкие предметы с ее помощью и перемещали их.

— Управление бионическим протезом всё еще существенно отличается от использования естественной руки. Мы работаем над тем, чтобы сделать киберпротезы с очувствлением. В 2024 году планируется открытие Центра кибернетической медицины и нейропротезирования, где одной из главных задач будет создание и применение новых типов таких устройств с обратной связью, — рассказал «Известиям» генеральный директор «Моторики» Андрей Давидюк.

Пациент, который участвовал в последнем этапе, потерял кисть в результате взрыва и испытывал сильные боли. Ученым удалось снизить их на 70–80% с помощью электростимуляции, даже без протеза.

С протезом мы полностью избавили пациента от фантомных болей. Этот этап очень значим для нас, так как мы рассчитываем на долгосрочный результат. Специалисты продолжат отслеживать и корректировать лечение, когда электрод полностью приживется к нерву. Если предыдущие этапы были направлены на мгновенный результат, то сейчас мы хотим оценить, как будут меняться показатели с течением времени. Для этого нужно делать акцент на послеоперационном состоянии, — сообщил «Известиям» нейрохирург Медицинского комплекса ДВФУ Артур Биктимиров.

Пациенту вживили электрод в периферический нерв и спинной мозг и провели ряд исследований, чтобы создать протез, идеально соответствующий его индивидуальным параметрам, подчеркнул нейрохирург.

Длительный эффект

В отличие от предыдущих этапов, на этот раз исследование проводилось в два раунда, с расширенным периодом реабилитации после вживления электродов. Вторая часть, которая прошла спустя несколько месяцев после операции, позволила специалистам проверить протокол реабилитации пациентов. Также были получены ценные сведения о снижении подвижности электродов в ткани с течением времени. Дело в том, что электроды не сразу «приживаются» и принимают неподвижное положение.

— На этом этапе мы впервые в полной мере реализовали систему двунаправленного нейропротеза. Он управляется через электромиографический интерфейс и позволяет получать сенсорную обратную связь в виде электростимуляции, которая вызывает ощущения в утраченной конечности, — сказал аспирант Центра нейробиологии и нейрореабилитации имени Владимира Зельмана в Сколтехе и научный координатор проекта Гурген Согоян.

В ходе исследования также регулярно измерялась скорость выполнения задания пациентом. Например, он перемещал объекты при помощи протеза руки в движении.

Он ощущал их кончиками пальцев. Пациент смог даже перенести стакан, полный хрупких шариков, и не рассыпать их, — добавил Согоян.

Еще одно новшество четвертого этапа — использование айтрекинга — технологии отслеживания положения глаз. При помощи алгоритмов искусственного интеллекта и системы слежения за взглядом пациентов измерялись разные показатели: фиксация на своем протезе, на перемещаемом предмете и на других объектах среды. Такая система позволяет определить увеличение когнитивной нагрузки пациента при выполнении заданий. Результаты четвертого этапа показали, что благодаря увеличению естественной чувствительности в протезе паттерн наблюдения за ним у пациента поменялся — зрительная фиксация снизилась. Успешность схватов протеза стала оцениваться больше за счет ощущений, а не зрения.

Жизнь без фантомных болей

Ученые достигли важных результатов в области нейропротезирования, рассказал директор НИИ нейронаук СамГМУ, эксперт Центра компетенций НТИ «Бионическая инженерия в медицине» на базе СамГМУ, доцент Александр Захаров.

Фантомные боли действительно беспокоят многих людей, перенесших ампутацию конечности, поэтому такие разработки необходимы для кратного повышения качества жизни. В целом нейропротезирование выходит на новый уровень, который однажды позволит людям с ампутацией конечностей максимально приблизиться к тому уровню жизни, который у них был. Надеемся, что исследования в этой области будут продолжаться и находить поддержку, — сказал он.

Понимание и управление фантомной болью — это критически важная проблема для людей, перенесших ампутацию, рассказал эксперт рынка НТИ «Нейронет», руководитель департамента организации проектной деятельности АНО «Технологии возможностей» Дмитрий Лапин.

Дальнейшее усовершенствование технологии очувствления позволит сделать протезы намного более интуитивными и естественными в использовании. Это откроет возможности для более широкого применения протезов с нейротехнологиями, которые будут лучше интегрироваться с телом пациента и улучшат их мобильность и качество жизни, — отметил он.

Эксперты отметили, что эти разработки имеют высокий потенциал для улучшения качества жизни людей, перенесших ампутации, и открывают новые горизонты для дальнейших исследований и инноваций в сфере протезирования. Однако необходимы дальнейшие долгосрочные исследования.