Millised on müoelektrilise käe kasutamise eelised traditsioonilise proteesikäe ees?

Intuitiivne, kõrge usaldusväärsusega juhtimine lihassignaalide kaudu

Müoelektrilised käed töötavad, püüdes kinni amputatsiooni järel alles jäänud lihaste toodetud väikestest elektrisignaalidest. Seda tervet protsessi nimetame elektromüograafiaks ehk lühidalt EMG-ks. Kui inimene üritab liigutada oma kadunud kätt, näiteks avada seda või teha rusikat, siis need seadmed tõepoolest tunnevad ära kehas toimuva neuromusulaarse aktiivsuse. Seejärel tõlgitakse kasutaja liigutamise soov tegelikuks proteesi käe liigutuseks. Tegelikud andurid asuvad otse seesugus, kus seade ühendub käsivarrega. Need väikesed seadmed tuvastavad lihaspinged, kuid peavad samal ajal ignoreerima erinevaid taustahäireid. Samal ajal tugevdavad nad ka bioloogilisi signaale nii, et süsteem saaks korralikult mõista, mida kasutaja oma proteesliikmega soovib teha.

Kuidas EMG-tuvastus võimaldab loomuliku liigutussoovi tuvastamist

EMG-süsteemid kasutavad elektroodide paigutusi, mis fikseerivad lihaste erilisi aktiveerumisviise erinevate käeliigutuste tegemisel. Kujutlege ette inimest, kes mõtleb kohvitassi võtmisele. Sensorid tuvastavad tegelikult need pisikesed eelse käe lihaste kontraktid ja saadavad selle informatsiooni töötlusseadmetele. Enne peamise analüüsi etappi tuleb need toorsignaalid puhastada taustahäiretest ning neid tugevdada, et need oleksid piisavalt tugevad edasiseks kasutamiseks. Siis järgneb nutikas etapp, kus tarkvara seab nende puhastatud signaalide vastavusse teadaolevate mustritega erinevate haardeviiside kohta, nagu näiteks pinchetamine, täielik haaramine või keeramine. Tänapäeva parimad EMG-süsteemid suudavad tuvastada inimese käe tegevuse eesmärki umbes 95% juhtudest tänu signaalide leviku analüüsile mitme punkti vahel. See tähendab, et inimesed saavad erinevate käeliigutuste vahel sujuvalt lülituda, ilma et peaksid pidevalt käsitsi seadeid kohandama.

Reaalajas musterituvastus ja adaptiivne õppimine kaasaegsetes müoelektrilistes kätes

Uusimad protsessorid on varustatud konvolutsioonsete neuraalvõrkudega (CNN), mis pidevalt täiustavad žestide tõlgendamist elavate EMG-andmete analüüsi kaudu. Süsteemid tuvastavad väikesed muutused selles, millal ja kui tugevalt lihased aktiveeruvad, võimaldades reageerimist reaalajas. Võtke olukord, kus keegi hoiak nõrgeneb pärast asja kasutamist mõnda aega – see juhtub sageli siis, kui inimesed väsivad. Süsteem reguleerib automaatselt mootori väljundit, et jõudlus jääks stabiilseks. Uuringud näitavad, et sellised kohandused vähendavad ebavajalikke liigutusi umbes 29 protsendi võrra ja muudavad jõu rakendamise palju ühtlasemaks – tegelikult ligikaudu 22% paremaks. Kogu see arendus tähendab vähemat vaimset koormust igapäevaste tegevuste sooritamisel.

Suurendatud mugavus ja kasutaja väsimuse vähenemine

Harnesse ja mehaaniliste kaablite eemaldamine: liikumine sujuvale aktiveerimisele

Vanamoodi kehaga juhitavad proteesid töötavad õlavarjude kaudu, mis on ühendatud kaablitega, mille tõmbamine käest toimub siis, kui inimene liigutab oma keha. Need mehaanilised ühendused tekitavad rõhukohad kogu õla- ja käepikali, mistõttu peavad inimesed kompenseerima lisaliigutustega, et saavutada põhilised funktsioonid. See kompensatsioon viib aja jooksul nahakahjustusteni, püsivale valu ja liikumispiirangutele. Mioelektrilised käed lahendavad selle probleemi täiesti erinevalt. Need kasutavad nahale paigutatud väikeseid andureid, mis tuvastavad elektrilisi signaale jäänud käemusklitest. Need signaalid teisendatakse seejärel tegelikeks käeliigutusteks ilma tõmbamise või surumiseta. Eemaldades need tüütu kaablid ja hädavaite süsteemid, väheneb lihaste koormus umbes kolmveerandiks, nagu eelmisel aastal ajakirjas Journal of Rehabilitation Research & Development avaldatud uuring näitas. Inimesed, kes üle minnakse nendele uuematele mudelitele, leiavad, et nad suudavad asju palju lihtsamini teha, näiteks haarama rabedad esemed, mitte neid purustades või mugavalt pikka aega kirjutada. Pole enam vaja tegeleda tüütute trosside reguleerimisega ega ebamugavate positsioonidega, mis hiljem valutama hakkavad.

Alandatud ainevahetuse nõue – eriti oluline laste ja aktiivsete täiskasvanute kasutajate puhul

Keelt toetava proteside kasutamine võtab kehale suure koormuse. Uuringud näitavad, et inimesed, kes kasutavad neid süsteeme, põletavad kuni 30–50 protsenti rohkem kaloreid igapäevaste tegevuste juures, nagu toidukaupade ostmisel, nagu viimase aasta Clinical Biomechanics raportis kirjeldatud. Lisakoormus mõjutab eriti rängalt lapsi, kuna kasvav keha vajab neid kaloreid arenguks. Ka aktiivsed täiskasvanud, kellel tuleb teostada vastupidavust nõudvaid ülesandeid, võitlevad lisakoormusega. Miopaatilised seadmed aitavad seda probleemi leevendada nende liikumissüsteemi toitmiseks akuga. Lapsed, kes kannavad neid uuemaid mudeleid, tarbivad tegelikult umbes 40% vähem hapnikku liikumise ajal võrreldes traditsiooniliste proteesidega. Täiskasvanud näevad, et nad suudavad töötada kauem ilma väsinemata. Paremad ainevahetuse näitajad tähendavad, et üha enam inimesi soovib üldse proteese kasutada. Nooremad kasutajad saavad tagasi mängude ja koolitegevustesse ning täiskasvanud saavad nautida õueselu seadmete abil, mis on mõeldud jalgrattaga sõitmiseks või matkamiseks.

Suurem funktsionaalne iseseisvus programmeeritava haarde- ja jõudlustsüsteemiga

Mitme haaratüübi ja adaptiivse jõujuhtimisega igapäevaste ülesannete jaoks

Müoelektrilised käed täpsemate funktsioonidega on varustatud erinevate haarde seadetega, nagu täpsushaarne, kolmepalgane haarne ja jõugaarne, mis kohanduvad selle järgi, mida kasutaja päeva jooksul vajab. Süsteem kasutab sündmuste tuvastamiseks sisseehitatud andureid. Nende proteeside puhul räägitakse kohanduva jõu kontrollist, mis tähendab, et need suudavad muuta oma haardepinget vastavalt hoidesole objektile. Kujutlege, kui lihtne on võtta kätte õrnaid esemeid, näiteks munasid, samal ajal kui saab tõsta ka raskemaid asju, nagu toidukaupu autokotist, ilma et oleks vaja pidevalt käsitsi seadeid kohandada. Need seadmed on lisaks varustatud rõhutundlike mootoritega, mis takistavad esemete kallale kukkumist või kokku surumist, muutes nii elu lihtsamaks inimestele, kes peavad võimaluse saades keskenduma hoopis teistele ülesande aspektidele, mitte pidevalt muretsema oma haardejõu pärast. Kogu selle funktsionaalsuse taga on hoobvaba alalisvoolu tehnoloogia, mis hoiab kõik töötamas suurel osal ajast sujuvalt. Haardejõud mõõdetakse tegelikult newtoni murdosa täpsusega, mistõttu on igapäevases kasutuses objektidega interaktsiooni käigus käe ohutunne ja reageerivus suurepäraselt reguleeritav.

Kaugarajatised seadistused ja sihipärase lihase ümberinnervatsiooni (TMR) ühilduvus

Nutitelefonirakendustega, mis on nüüd saadaval turul, saavad inimesed kohandada oma haaramisrežiime reaalajas – näiteks kiiruse reguleerimine, pigistamise jõud ja erinevate režiimide aktiveerumine – ilma et peaks kunagi jalga kliinikusse astuma. Seda veelgi paremaks teeb asjaolu, et see toimib tihedas koostöös midagi nimetatakse sihipärane lihase ümberinnervatsioon ehk lühemalt TMR. See operatsioon võtab amputeeritud liikme närvid ja suunab need ümber, et nad saaksid edastada selgeid signaale konkreetsetele kehapiirkondadele. Tulemus? Kaasaegsed proteesid loevad neid lihasesignaale üsna hästi, võimaldades inimesel keerata käepidet ja liigutada sõrmi samaaegselt. Ja neile, kes on kaotanud käe õla kohal, avab see kombinatsioon täiesti uued võimalused. Nad saavad kontrolli, mis tundub peaaegu loomuliku refleksina, ja reguleeritakse proportsionaalselt justkui tegelik käsi liigutaks.