Имплантаты для управления протезом руки впервые установили под кожу
В Мельбурне двум пациентам впервые установили под кожу предплечья имплантаты Phantom Neuro, которые считывают электрические сигналы мышц и передают их на роботизированную руку. Как сообщает компания, устройство должно сделать управление протезом точнее и избавить пользователей от некоторых проблем, характерных для датчиков на поверхности кожи. Пока технология проходит ранние клинические испытания, в которых оценивают ее безопасность.
Имплантат размером около 2 × 10 см обхватывает предплечье изнутри, но не проникает глубоко в мышцы и не затрагивает головной мозг. Встроенные электроды регистрируют электрическую активность мышц — этот метод называется электромиографией, или ЭМГ. Электронный блок обрабатывает сигналы и беспроводным способом передает команды протезу. Устройство рассчитано на работу с протезами разных производителей.
Установка занимает около часа
Первым участником испытания стал 32-летний Майкл Изи, плотник из австралийского штата Виктория. По его словам, в первые дни после процедуры сохранялись болезненность и чувствительность, а отек полностью прошел примерно за две недели.
Операция длилась около часа и проводилась под легкой седацией. Весь визит в больницу занял около четырех часов. Второму участнику имплантат установили примерно за 45 минут. Общий наркоз не потребовался, а через три часа пациент уже покинул больницу.
Устройство состоит из двух рядов электродов, закрепленных в гибком медицинском силиконе, и электронного блока, который обрабатывает и передает данные. Для питания используется катушка, получающая энергию от внешнего источника. По принципу передачи энергии система напоминает кохлеарный имплантат, применяемый для восстановления слуха.
Phantom Neuro сообщила о завершении первых процедур 20 октября — спустя примерно пять месяцев после первой операции. Австралийские регуляторы разрешили начать испытания на людях в апреле. Сейчас исследователи проверяют прежде всего безопасность имплантата, поэтому говорить о доказанной эффективности пока рано.
Чем имплантат лучше датчиков на коже
Сегодня для управления протезами используют сигналы мозга, нервов или мышц. Некоторые системы считывают мышечную активность с помощью электродов, закрепленных на коже. Однако пот, смещение датчиков и движения руки могут ухудшать качество сигнала. Другие разработки предполагают введение электродов глубоко в мышцы или более сложные операции.
Имплантат Phantom Neuro должен решить часть этих проблем. По словам основателя и генерального директора компании Коннора Гласса, мышечные сигналы у первых участников оказались сильными и стабильными. В отличие от некоторых систем поверхностной ЭМГ, устройство может не требовать ежедневной повторной калибровки.
«Этот имплант сделал все проще, плавнее и быстрее», — говорит Изи.
При этом у технологии остаются ограничения. Имплантат пока не умеет одновременно выполнять несколько движений, например вращать запястье и двигать пальцами. Для некоторых задач пользователю приходится переключаться между командами. Система использует машинное обучение, чтобы распознавать сигналы мышц и сопоставлять их с определенными движениями. В будущем разработчики хотят добиться одновременного и более точного управления несколькими функциями протеза.
Технологию еще предстоит проверить
Специалисты, знакомые с разработкой, считают концепцию перспективной, но подчеркивают, что на столь раннем этапе остается много вопросов. Биомедицинский инженер Университета штата Северная Каролина Хелен Хуанг видит потенциал в более надежном повседневном управлении протезами. Лоредана Золло из римского Университета Campus Bio-Medico отмечает, что преимущества должны выражаться в конкретных результатах — естественных движениях, меньших усилиях и большей самостоятельности пользователей.
Сам имплантат тоже должен выдерживать повседневные нагрузки и сохранять связь с внешним источником питания при движении руки и кожи.
Гласс рассчитывает, что при успешном продолжении испытаний компания сможет получить разрешение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) на применение устройства для управления протезами рук в течение двух-трех лет. Разработчики также изучают возможность использования технологии для протезов ног и в системах взаимодействия человека с машинами, в том числе в оборонной сфере.
