A művégtagok piaca sokat változott az elmúlt években. A sokféle mechanikus lehetőség mellett egyre elterjedtebbek az izomelektromos protézisek is, amelyeket a maradék végtag izmaiban lévő elektromos jelek irányítanak. A probléma, hogy ezek rendkívül lassúak és nagyon behatárolt, hogy mit tudnak elvégezni.
Többségük például csak előre programozott mozdulatsorra képes, tehát például a tenyér behajlítása után tud megfogni dolgokat, majd kinyújtja a kart, de a kar kinyújtását, majd a tenyér behajlítását már nem tudja.
Jobb-e az izomelektromos protézis?
A felsővégtag-amputáltak körében végzett 2020-as felmérésben 20,7 százalékuk használt izomelektromos protéziseket, míg 74,4 százalékuk mechanikus protéziseket (ezek az eszközök, horgokkal nyithatók és zárhatók, testmozgással és csigarendszerrel működtethetők). Nem volt különbség a felhasználói elégedettségben a protézistípusok között, sőt az izomelektromos protézisek használatát 44 százalék teljesen elhagyta egy idő után.
A jelenlegi izomelektromos protézisek elektromos impulzusokat olvasnak le a felületi elektródákról, amelyek az amputált csonkon helyezkednek el. A legtöbb robotprotézis két elektródával vagy rögzítési csatornával rendelkezik. Amikor az ember meghajlítja a kezét, a kar izmai összehúzódnak. A mozgási szándék az agyból ered, amely elektromos impulzusokat küld a perifériás idegeken keresztül, az amputáltaknál ezek az idegpályák érintetlenek.
Tehát az izomösszehúzódási parancsok továbbra is megvannak egy felső végtag amputálásakor a maradékszövetben. Az elektródák elektromos jeleket vesznek fel ezekből az összehúzódásokból, értelmezik azokat, és mozgásokat indítanak el a protézisben. A felületi elektródák azonban nem mindig rögzítik stabilan jeleket, mozoghatnak és elcsúszhatnak, így csökken a pontosságuk.
A meglévő robotkarok korlátozott számú gesztussal rendelkeznek, és a sortartás miatt a gesztusok vezérléséhez a viselőknek sokszor olyan mozdulatokat kell tenniük, amelyek nincsenek összhangban a kívánt mozdulattal.
A Phantom Neuro klinikai kísérletében résztvevők vékony, rugalmas izomimplantátumot kapnak, ami természetesebb mozgást tesz lehetővé. A tíz alany a cég érzékelőinek hordható változatát használta egy már piacon lévő robotkar vezérlésére.
Gyors és pontos fejlesztés
Egy tízperces algoritmus-kalibrálási folyamat után a résztvevőket 11 mozdulatra utasították (beleértve például a nyitott kéz, az ököl szorítását, mutatóujj kinyújtását, a csukló be- és kiforgatását), mindegyiket többször kellett megismételni, miközben a Phantom szoftvere megtanulta és dekódolta az izomjeleket, majd a protézis megtette azokat a mozdulatokat, amelyekre csak gondoltak. A kódolás pontossága 84,8 százalék és 98,4 százalék között mozgott, a jelészleléstől a kézmozdulat végrehajtásáig kevesebb mint 200 ezredmásodperc telt el. Ez kiváló eredmény, mivel a természetes emberi folyamat mindezt 100 ezredmásodperc alatt hatja végre.
A tanulmány sikere megnyitja az utat a Phantom beültethető érzékelőinek jövőbeni teszteléséhez. A cég arra törekszik, hogy közvetlenül az izmokhoz kapcsolódjon, hogy a felhasználók természetesebb kontrollt biztosíthassanak. A továbbfejlesztés a beültetett érzékelő lesz, amelyet nem fenyeget az elmozdulás veszélye. A hordható eszközöket ugyanis gyakran újra kell kalibrálni.
Többek között Elon Musk Neuralinkje agy-számítógép interfészként agyi beültetéssel próbálná a végtagokat irányítani, azonban szakértők szerint az agyimplantátumok nagyobb kockázatot jelentenek, mivel nagyon hosszú élettartamúnak kell lenniük, hogy a betegeknek ne kelljen többször agyműtéten átesniük
