Die Frau, die ihren Arm verlor, erhielt eine der fortschrittlichsten bionischen Prothesen der Welt.

Melissa Loomis, die in Canton (Ohio, USA) lebt, hat 2015 ihren Arm verloren. Sie wurde von einem Waschbären gebissen, und obwohl die Verletzungen nicht zu schwerwiegend waren, führte die Infektion, die in die Wunde gelangte, zu einer schweren Infektion. Der Infektionsherd lag im Unterarm, der amputiert werden musste, da das Leben des Patienten selbst gefährdet war.

Jetzt hat Melissa ein neues Glied. Sie fühlt ihre Handfläche und vier von fünf Fingern. Außerdem kann sie ihre rechte Hand bewegen und sich mit Handgelenk und Fingern drehen. Trotzdem sind die Unterschiede zwischen dem neuen und dem alten Hasen sehr groß. Tatsache ist, dass ihre neue Hand künstlich ist.

Die Amerikanerin wurde eine freiwillige Teilnehmerin beim Testen einer neuen Art von bionischer Handprothese, fast unmittelbar nachdem sie ihr eigenes Glied verloren hatte. Um die Prothese kontrollieren zu können, mussten die Ärzte eine 16-stündige Operation durchführen, bei der eine Reinervierung der Schultermuskulatur und eine Wiederherstellung der Empfindlichkeit durchgeführt wurden. Dank dessen konnte die Patientin ihre Prothese mit Hilfe von Gedanken kontrollieren.

Der Projektleiter Ajay Seth glaubte, dass die ersten Ergebnisse 4-8 Monate nach der Operation sichtbar werden. Aber alles ging viel schneller. Loomis spürte bereits nach sechs Wochen ihre fehlende Hand. Als Dr. Seth sie bat, sich vorzustellen, dass sie ihr Handgelenk bewegte, sahen die Ärzte, dass sich die Muskeln der Schulter anspannen und funktionieren, genau wie wenn Sie das Handgelenk einer Person bewegen.

Danach zeichnete der Arzt eine Fortsetzung der Loomis-Hand und zeigte, wo sich die Finger im Moment befinden könnten. Und als er den bemalten Finger berührte, spürte Loomis diese Berührung. Im Allgemeinen kennen Ärzte seit langem so etwas wie ein „Phantomglied“. Viele Menschen, denen Arm oder Bein abgeschnitten sind, spüren manchmal viele Monate oder sogar Jahre nach der Operation ihre Gliedmaßen. Eine Reihe von Patienten klagt über „Phantomschmerzen“, wenn sie unerträglich schmerzhaft sind, beispielsweise eine fehlende Handfläche oder ein vor Jahren abgeschnittener stark juckender Fuß. All dies quält Patienten und Ärzte führen in solchen Fällen Operationen an den Nervenenden des restlichen Gliedes durch, um die Person vor falschen Empfindungen zu bewahren.



Im Fall von Loomis war es wichtig , sein fehlendes Glied zu fühlen . Ohne dies hätte sie die bionische Prothese des von DARPA gesponserten Projekts Modular Prosthetic Limb niemals verwalten können . Die Prothese wurde von Spezialisten der Johns Hopkins University hergestellt.

Die Prothese selbst besteht aus zwei Teilen. Dies ist ein Transceiver, der mit einem Signalempfänger an den Nervenenden der Schulter einer Frau und der Prothese selbst befestigt ist. Sobald Loomis beschließt, sein Glied zu bewegen, nimmt der Empfänger die Signale in den Nervenenden auf, dekodiert sie und leitet sie an die Prothese weiter. Die bionische Prothese reagiert entsprechend und aktiviert das eine oder andere Servosystem. Ergebnis - die künstliche Hand bewegt sich. Zusätzlich fühlt Loomis 4 von 5 Fingern seiner künstlichen Hand und der „Handfläche“ selbst, wie oben erwähnt.

Die Herstellung einer solchen bionischen Prothese ist keine einfache und teure Aufgabe. Dr. Seth musste mit verschiedenen Organisationen verhandeln, bevor DARPA sich bereit erklärte, mit ihm zusammenzuarbeiten.

Loomis hat ihre Prothese diesen Monat zum ersten Mal getestetund sie hat beeindruckende Erfolge bei der Verwaltung dieses Systems erzielt. In ihrer Schulter sind ungefähr 100 verschiedene Kontakte hergestellt, die die Nervenenden mit dem Transceiver und mehreren Temperatursensoren verbinden. Leider ist die derzeitige Prothese nicht ideal, da es noch ein langer Weg ist, eine vollwertige Mensch-Maschine-Kommunikationsschnittstelle zu schaffen - dies ist eine sehr schwierige Aufgabe. Den Experten gelang es jedoch, eine Vielzahl von Problemen im Zusammenhang mit der Verbindung des elektronisch-mechanischen Systems mit dem menschlichen Körper zu lösen und eine Reihe neuer struktureller Lösungen zu schaffen.

Nach Informationen auf der Website des Entwicklers kann eine solche Prothese fast alle Bewegungen der Hand einer Person ausführen.
MPL (Modular Prosthetic Limb) ist ein komplexes System. Neben Loomis werden derzeit sechs weitere ähnliche Systeme getestet und vier sind in der Entwicklung.

Merkmale der Prothese:

• Anthropomorphes Design und Arbeitsprinzip;
• Eigenschaften ähnlich der Hand einer Person (Masse, entwickelte Kraft usw.);
• Hohe Genauigkeit der Arbeit - Positionierung, Abdeckung von Objekten;
• Neuro-Schnittstelle für das Systemmanagement;
• Die Fähigkeit, die Struktur eines Objekts, das die Prothese berührt, und die Temperatur dieses Objekts zu fühlen.

Sensoren an den Spitzen der "Finger" können die Kraft beim Greifen eines Objekts messen.

Farbe	Sensortyp	Menge
	Positionssensor	21
	Berührungssensor	10
	Rotationssensor	14
	Temperatursensor	17
	3-Achsen-Beschleunigungsmesser	3
	3-Achsen-Wägezelle	3
	Zusätzliche Sensoren	41

Die Grundvoraussetzungen für die Prothese sind wie folgt:

• Anthropomorphes Design;
• Zuverlässigkeit der Befestigung des Systems am menschlichen Körper;
• Die Möglichkeit, Kopien der Prothese anzufertigen;
• Das optimale Gewicht, vergleichbar mit dem Gewicht des entsprechenden Gliedes oder eines Teils davon;
• Hohe Energieeffizienz;
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Es gibt zwei Optionen für die Arbeitsbürste der Prothese - voll funktionsfähig, unterscheidet sich jedoch stark vom Erscheinungsbild einer herkömmlichen menschlichen Bürste (eine solche Prothese ist billiger). Und die gleiche funktionelle Prothese, die das Aussehen des Pinsels einschließlich der Farbe kopiert.

Modular Prosthetic Limb ist eines der fortschrittlichsten Systeme dieses Typs. Tatsache ist, dass es Wissenschaftlern gelungen ist, jeden Nerv der Schulter zu nutzen, der für die Berührung verantwortlich ist. Diese Nervenenden wurden mit der Prothesenschnittstelle verbunden. MPL-Finger sind mit Berührungssensoren und Temperatursensoren ausgestattet. Die Verbindung zwischen der Prothese und der Hand ist wechselseitig - das heißt, wenn eine Prothese ein Objekt berührt, kann eine Frau eine Berührung fühlen, die Oberflächenstruktur fühlen und Wärme oder Kälte fühlen.

"Wir stehen kurz davor, Lumis zum Besitzer der technologisch fortschrittlichsten Prothese des Landes und bald auf der ganzen Welt zu machen", sagt Seth. Und es scheint, dass dies tatsächlich so ist.

Source: https://habr.com/ru/post/de396849/