Jahrzehntelang haben Medizintechniker und Ingenieure realistischere Prothesen entwickelt, um das Leben von Amputierten wieder normal zu machen. Eines der häufigsten Probleme für Amputierte ist das "Phantom-Extremitäten" -Syndrom oder das Gefühl, dass ein Körperteil fehltDie Ingenieure der Johns Hopkins University sind dank einer neuen Art von Prothese dem Patienten das Gefühl dieser Gliedmaßen wieder näher gekommen.
Eine neue elektronische Haut kann auf eine Handprothese geschichtet werden und einen Tastsinn durch die Finger einer Prothese und in den Körper bringen. Patienten, die die E-Dermis bereits als Testpersonen verwendet haben, berichteten von positiven Veränderungen.
"Nach vielen Jahren fühlte ich meine Hand, als würde eine hohle Hülle wieder mit Leben gefüllt", sagte der anonyme Amputierte, der als freiwilliger Haupttester des Teams fungierte.
Die Studie wurde in einer kürzlich erschienenen Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht. Wissenschaftsrobotik und es wurde detailliert beschrieben, wie das Team den Amputierten das Gefühl berührungsbasierter Gefühle zurückgab. Die Ingenieure stellten die neue Haut aus einer Kombination aus Stoff und Gummi her, in die Sensoren eingebettet waren. Diese Sensoren fungieren als Nervenenden und ermöglichen es der E-DermisStellen Sie sowohl Berührungen als auch Schmerzen als Reaktion auf Reize wieder her. Sie senden diese Impulse zurück an die peripheren Nerven des Trägers jene Nerven außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks einer Person.
Luke Osborn, ein Doktorand in der Abteilung für biomedizinische Technik von Johns Hopkins, sagte, die Sensoren wirken wie eine sekundäre Haut. Osborn stellte fest, dass die Forschung weitgehend von jüngsten biologischen Studien inspiriert war, in denen untersucht wurde, wie der Körper sowohl Berührungen als auch Schmerzen registriert.
"Das ist interessant und neu", sagte Osborn, "weil wir jetzt eine Handprothese haben können, die bereits auf dem Markt ist, und sie mit einer E-Dermis ausstatten können, die dem Träger sagt, ob er oder sie etwas davon aufnimmt."ist rund oder ob es scharfe Spitzen hat. "
Die Wahrnehmung von Schmerz blieb für die Forscher ein kritischer Untersuchungspunkt. Während die meisten Menschen keinen Schmerz genießen, hilft das Gefühl dem menschlichen Körper, potenziell schädliche Situationen zu vermeiden. Schmerz ist einer der besten Schutzmechanismen des Körpers, erklärte Osborn.
"Schmerz ist natürlich unangenehm, aber es ist auch ein wesentlicher, schützender Tastsinn, der in den Prothesen fehlt, die derzeit Amputierten zur Verfügung stehen", sagte er. "Fortschritte bei der Konstruktion von Prothesen und Kontrollmechanismen können einem Amputierten helfenFähigkeit, verlorene Funktionen wiederzugewinnen, aber ihnen fehlt oft ein aussagekräftiges, taktiles Feedback oder eine Wahrnehmung. "
Die E-Dermis stimuliert die Nerven des Amputierten auf nicht-invasive Weise über die Haut, erklärten die Forscher. Die E-Dermis ermöglicht es dem Benutzer, einen kontinuierlichen Strom taktiler Wahrnehmungen zu erleben. Dies reicht von einer leichten Berührung bis zu tatsächlichen Schmerzen.Das Team entwickelte ein "neuromorphes Modell", das die Berührungs- und Schmerzrezeptoren des menschlichen Nervensystems nachahmt. Dies gab der E-Dermis die Möglichkeit, Empfindungen zu erzeugen, genau wie es die Nervenrezeptoren der Haut tun würden.
Das Team verwendete ein EEG, um die Gehirnaktivität zu verfolgen, und stellte fest, dass die Testpersonen diese Empfindungen in einer Phantomhand spüren konnten. Anschließend verbanden sie die E-Dermis mithilfe transkutaner elektrischer Nervenstimulationen TENS mit dem Freiwilligen. Der Freiwillige erlebte eine natürliche, reflexive Reaktion auf Schmerz und Nichtschmerz.
Der leitende Autor der Arbeit, Nitish Thakor, ist Professor für biomedizinische Technik und Direktor des Labors für biomedizinische Instrumente und Neuroengineering bei Johns Hopkins.
"Zum ersten Mal kann eine Prothese eine Reihe von Wahrnehmungen bieten, von feiner Berührung über schädlich bis hin zu einem Amputierten, wodurch sie eher einer menschlichen Hand ähnelt", sagte Thakor. Der Professor war auch Mitbegründer von Infinite Biomedical Technologies, Baltimore-basiertes Unternehmen, das die in der Studie verwendete prothetische Hardware bereitgestellt hat.
Es gibt eine Einschränkung für die E-Dermis. Sie erfasst noch keine Temperatur. Das Team konzentrierte seine Fähigkeiten auf die Erkennung von Krümmung und Schärfe. Die Forscher sind jedoch bereit zu testen, wie weit sie die Technologie mit der Hoffnung entwickeln könnenVorbereitung für den weltweiten Patientengebrauch.
Via : Science Daily