Neue Prothesen: Man steuert Bionic Bein mit Gedanken

Ein 32 Jahre alten Mann, der sein Bein unterhalb des Knies nach einem Motorradunfall vor vier Jahren verloren hat jetzt eine Roboter-Prothese, die er mit seinem Geist kontrollieren kann laut einem neuen Bericht seines Falles.

Während ähnlicher Technologie Amputierte bionischen Arm mit ihren Gedanken steuern ermöglichte, sagen Zac Vawter erster amputierter mit einem gedankenkontrollierte bionic Bein, die Forscher.

Der Roboter Bein – die elektrischen Signale durch Vawter Reisen dekodiert die Beinmuskulatur verbleibenden – beabsichtigte Bewegungen des Patienten nicht nur interpretiert, sondern hat auch einen Motor in die Knie und Knöchel, die hilft ihm schieben sich hinauf und andere Aktivitäten ausführen. [5 verrückte Technologien, die Biotechnologie revolutioniert werden]

Mit seinem Roboter Bein, kann Vawter nahtlosen Übergang zwischen sitzen, gehen, und aufsteigend und absteigend, Treppen und Rampen, laut dem Bericht.

Im Gegensatz dazu sagte am unteren Bein Prothesen verfügbar sind heute passiv, wie eine Feder, was, dass Menschen mit diesen Geräten ihre intakten Gliedmaßen zu verwenden bedeutet, um die Prothetik hinter ihnen zu ziehen, Studie Forscher Levi Hargrove, des Zentrums für Bionic Medizin Rehabilitation Institute of Chicago (RIC). Und der unteren Beinprothetik, die Motoren verfügen entweder über eine Fernbedienung gesteuert, oder benötigt der Patient, übertriebene Bewegungen (wie treten ihre Bein sehr weit hinten) bevor Sie Aktivitäten ändern, sagte Huber. [Video: Roboter-Bein-Prothese mit Gedanken gesteuert]

Vawter sagte gedankenkontrollierte Roboter Bein "reagiert viel besser für die Umwelt, und wo ich hin will und wie ich gehen wollen."

Z. B. beim Tragen von einem herkömmlichen Prothesen und Treppe hinauf wandern, hat er den gleichen Fuß bei jedem Schritt an erster Stelle er klettert. "Es empfiehlt sich mit diesem Bein mehr so dass ich nur mit meiner Umgebung wie ein normaler Mensch würde interagieren," und kann zu Fuß bis Treppe Fuß über Fuß, sagte er.

Während muss mehr getan werden, um die Technologie zu verbessern, hoffen die Forscher, dass es verfügbar in Kliniken innerhalb von fünf Jahren.

Wie es funktioniert

Wenn ein Mensch denkt über den Umzug der unteren Extremität, wird ein Signal aus dem Gehirn hinunter das Rückenmark und Nerven, Muskeln im Bein gesendet Hargrove, sagte.

Aber tritt eine Amputation, Nerven-Signale, die auf die Knie oder Knöchel, gegangen wäre beispielsweise nicht in der Lage, ihre Nachricht an Muskeln zu liefern. Um dieses Problem zu überwinden, die Forscher zunächst eine Operation durchgeführt auf Vawter umleiten seine Nerven-Signale, so dass Signale, die Unterschenkel gegangen wäre stattdessen die gesunde Kniesehne Muskeln im oberen Teil seines Beines gehen.

Dann wurden Elektroden am Bein, elektrische Signale von Muskelkontraktionen zu erkennen. Ein Computer-Programm dekodiert die Signale des Patienten Bewegung zu interpretieren. Mechanische Sensoren auf dem Roboter-Bein (einschließlich ein Beschleunigungssensor und ein Gyroskop) auch sammeln Daten, mit Kontrolle zu helfen.

Mit dem Roboter Bein, konnte Vawter laufen auf ebenem Boden, Rampen und Treppen steigen und Übergang zwischen diesen Aktivitäten ohne anzuhalten. Auch konnte er seine Gedanken zur Änderung der Position der Unterschenkel beim Sitzen nach unten, etwas zu verwenden, die mit aktuellen motorisierte Beinprothetik erfolgen kann (die manuell verschoben werden muss, beim Hinsetzen).

Verwenden nur die mechanischen Sensoren, interpretiert Vawters Roboter Bein falsch seine Tätigkeit ca. 12,9 Prozent der Zeit. Aber mithilfe von Informationen von den Elektroden diese Fehlerquote auf 1,8 Prozent gesunken. Diese Fehlerquote verringern wichtig ist, denn es helfen kann, Stürze zu verhindern, sagte Huber.

Künftige Arbeit

Die Forscher sagten, sie wollen das Roboter Bein kleiner, leiser und stärker zu machen, und verringern die Fehlerquote weiter.

Die Studie wurde finanziert durch einen $ 8 Millionen Zuschuss aus der US-Armee, und das Ziel ist es, diese Technologie Soldaten sowie Frauen und Zivilisten zur Verfügung stellen.

"Wir schätzen die Möglichkeit, sponsor dieses lebensverändernde Bemühen um militärische Amputierte mit wie viel physischen Funktionalität wie möglich, so schnell wie möglich zur Verfügung stellen", sagte Oberst John Scherer, Direktor der klinischen und rehabilitativen Medizin-Programm an der US-Army Medical Research und Materiel-Befehl, in einer Erklärung.

Die Studie ist in der September-Ausgabe des New England Journal of Medicine veröffentlicht.

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