Kokie yra privalumai naudojant mioelektrinę ranką vietoj tradicinės protezinės rankos?

Intuityvus, aukštos kokybės valdymas per raumenų signalus

Mioelektrinės rankos veikia nustatydamos mažyčius elektrinius signalus, kurie atsiranda iš raumenų liekanų po amputacijos. Šį visą procesą vadiname elektromiografija, arba trumpai – EMG. Kai žmogus bando pajudinti prarastą ranką, pavyzdžiui, atverti ją ar suspausti į kumštį, šios priemonės iš tikrųjų užfiksuoja neuromuskulinę veiklą, vykstančią organizme. Tada jos tą asmenų ketinimą verčia į tikrąją protezinės rankos judesį. Patys jutikliai yra tiesiai lizde, kuriame prietaisas prisijungia prie rankos. Šie maži įrenginiai užfiksuoja raumenų susitraukimus, tačiau tuo pat metu turi ignoruoti įvairias fonines kliūtis. Kartu jie stiprina biologinius signalus, kad sistema galėtų tinkamai suprasti, ko naudotojas nori pasiekti savo protezine galūne.

Kaip EMG aptikimas leidžia atpažinti natūralius judesių ketinimus

EMG sistemos remiasi elektrodų masyvais, kurie užfiksuoja unikalius raumenų aktyvumo būdus atliekant skirtingus rankos judesius. Įsivaizduokite žmogų, galvojantį apie kavos puodelio pakėlimą. Jutikliai iš tiesų užfiksuoja šiuos mažyčius riešo raumenų trūkčiojimus ir siunčia šią informaciją apdorojimo blokams. Prieš pasiekiant pagrindinę analizės stadiją, šie neapdoroti signalai turi būti išvalyti nuo fono triukšmo ir sustiprinti, kad jie būtų pakankamai stiprūs naudojimui. Tada prasideda protingoji dalis, kai programinė įranga susieti šiuos išvalytus signalus su žinomais modeliais įvairiems griebimo būdams, tokiems kaip spaudimas pirštais, visiškas sugriebimas ar sukimo judesiai. Dabartinės geriausios EMG sistemos gali atpažinti, ką žmogus ketina daryti su savo ranka, apie 95 % atvejų, remdamasi tuo, kaip signalai plinta per kelis taškus. Tai reiškia, kad žmonės gali sklandžiai perjungti tarp skirtingų rankos veiksmų be būtinybės nuolat rankiniu būdu keisti nustatymų.

Realaus laiko modelių atpažinimas ir adaptacinis mokymasis šiuolaikinėse mioelektrinėse rankose

Naujausiuose procesoriuose įdiegtos konvoliucinės neuroninės tinklų (CNN) sistemos, kurios nuolat tobulina gestų interpretavimą analizuojant realiuoju laiku gaunamus elektromiografinius (EMG) duomenis. Šios sistemos aptinka net mažiausius pokyčius raumenų aktyvacijos laike ir jėgoje, leisdamos reaguoti dinamiškai ir adaptuotis iš karto. Pavyzdžiui, jei žmogaus rankos suspaudimo jėga silpsta naudojant įrenginį ilgesnį laiką – kas dažnai būna pavargus – sistema automatiškai pritaiko variklio išvesties parametrus, kad našumas liktų pastovus visą laiką. Tyrimai rodo, kad tokios adaptacijos sumažina nereikalingus judesius apie 29 procentais ir padaro jėgos taikymą žymiai nuoseklesnį – iš tikrųjų apie 22 procentais geriau. Visas šis technologinis sprendimas reiškia, kad kasdieniams veiksmams atlikti reikia mažiau protinės įtampos.

Gerintas komfortas ir sumažinta naudotojo nuovargis

Diržų ir mechaninių laidų pašalinimas: pereinama prie be pastangų valdomos veiklos

Senoviškos kūnu varomos protezės veikia per petnešas, prijungtas kabeliais, kurios traukia ranką, kai žmogus juda kūnu. Šie mechaniniai ryšiai sukelia slėgio taškus visame pečių ir rankų regione, dėl ko žmonės turi kompensuoti papildomais judesiais, kad būtų užtikrintos pagrindinės funkcijos. Tokia kompensacija laikui bėgant sukelia odos opas, nuolatinį skausmą ir ribotą judesį. Mioelektrinės rankos šią problemą sprendžia visiškai kitaip. Jos naudoja mažus jutiklius, pritvirtintus ant odos, kurie registruoja elektrinius signalus iš likusių rankos raumenų. Tie signalai tada paverčiami tikrais rankos judesiais be jokio tempimo ar stūmimo. Pagal paskutinių metų Journal of Rehabilitation Research & Development žurnale paskelbtus tyrimus, nepageidaujamų kabelių ir petnešų sistemų pašalinimas sumažina raumenų įtampą apie du trečdalius. Žmonės, pereinantys prie šių naujesnių modelių, pastebi, kad dabar gali daug lengviau atlikti įvairius veiksmus, pavyzdžiui, pakelti trapius daiktus nesumindami jų ar ilgai patogiai rašyti klaviatūra. Nebereikia kovoti su erzinančiais blokelių reguliavimais ar nejaukiomis pozomis, kurios vėliau sukelia skausmą.

Žemesnės metabolinės reikmės—ypač svarbu vaikams ir aktyviems suaugusiems naudotojams

Kūnu valdomos protezės labai apkrauna kūną. Tyrimai rodo, kad žmonės, naudojantys šias sistemas, sąnauda 30–50 procentų daugiau kalorijų atlikdami kasdienius veiksmus, pavyzdžiui, apsipirkdami, – taip teigia praeitos metų „Clinical Biomechanics“ leidinys. Papildomas energijos išlaidavimas ypač stipriai veikia vaikus, nes augantiems kūnams reikia kalorijų vystymuisi. Aktyvūs suaugę asmenys, kurie turi atlikti užduotis, reikalaujančias ištvermės, taip pat susiduria su padidėjusia apkrova. Mioelektriniai įrenginiai padeda sumažinti šią problemą dėka jų baterijomis maitinamo judėjimo mechanizmo. Vaikai, nešiojantys šiuos naujesnius modelius, vaikščiodami suvartoja apie 40 % mažiau deguonies lyginant su tradiciniais proteziniais įtaisais. Suaugusieji pastebi, kad gali ilgiau dirbti, nesunkiai pavargdami. Geriau metabolizuojantis kūnas reiškia, kad vis daugiau žmonių linkę pasirinkti protezus. Jaunesni vartotojai vėl gali grįžti prie žaidimų ir aktyviai dalyvauti mokyklos veikloje, o suaugę žmonės gali mėgautis laukinės gamtos nuotykiais naudodami specialius prietaisus dviratininkystei ar žygiams.

Didesnis funkcinis nepriklausomumas dėka programuojamo gniaužimo ir jėgos

Keli gribo režimai ir adaptuojamoji jėgos kontrolė kasdieniems uždaviniams

Mioelektrinės rankos su pažengusiomis funkcijomis aprūpintos įvairiais gniaužtų nustatymais, tokiomis kaip tikslumo, tripodo ir jėgos gniaužtai, kurie automatiškai prisitaiko prie to, ką žmogus turi daryti per dieną. Sistema naudoja integruotus jutiklius, kad suprastų, kas vyksta. Kalbant apie daiktų laikymą, šios protezės turi adaptuojamą jėgos reguliavimą, tai reiškia, kad jos gali keisti sugriebimo stiprumą priklausomai nuo to, kurį objektą laiko. Įsivaizduokite, kaip pakeliamas delikatus daiktas, pavyzdžiui, kiaušinis, ar sunkesni daiktai, toki kaip maisto prekių maišai iš automobilio bagažinės, be nuolatinio rankinių nustatymų keitimo. Šios įrangos taip pat įtraukti slėgio jautrūs varikliai, kurie neleidžia atsitiktinai išmesti ar sutraiškyti laikomo daikto, todėl žmonėms, kuriems reikia koncentruotis į kitas užduoties dalis, o ne visą laiką galvoti apie gniaužtų stiprumą, tampa lengviau. Už visos šios funkcionalumą slypi bešepetė nuolatinės srovės technologija, kuri užtikrina sklandų veikimą didžiąją laiko dalį. Gniaužtų stiprumas iš tikrųjų matuojamas iki niutonų trupmenų, todėl yra gana tikslus valdymas, kiek saugiai ir reaktyviai jaučiasi ranka kasdienėse situacijose bendraujant su objektais.

Nuotolinė konfigūracija ir taikinio raumenų inervacijos (TMR) suderinamumas

Dabar rinkoje pasirodžius mobiliųjų telefonų programėlėms, žmonės gali realiu laiku reguliuoti savo griebimo parametrus – tokias savybes kaip greičio valdymą, kiek reikia suspausti ir kada įsijungia skirtingi režimai – visiškai nepatekę į kliniką. Tai dar labiau pagerina tai, kad šis sprendimas puikiai derinasi su taikiniu raumenų inervavimu arba trumpiau TMR. Ši operacija esmėje perkelia nervus iš amputuoto galūnio ir nukreipia juos taip, kad jie galėtų siųsti aiškius signalus į specifines kūno vietas. Rezultatas? Šiuolaikinės protezės gana gerai perskaito šiuos raumenų signalus, leisdamos asmeniui tuo pačiu metu pasukti riešą ir judinti pirštus. O tiems, kurie prarado ranką virš peties, šis derinys atveria visiškai naujas galimybių erdves. Jie gauna valdymą, kuris beveik primena natūralų refleksą, proporcingai prisitaikantį taip, kaip judėtų tikra ranka.