Katera so prednosti uporabe mioelektrične roke v primerjavi s tradicionalno protetično roko?

Intuitiven, visokokakovosten nadzor prek mišičnih signalov

Mioelektrične roke delujejo tako, da zaznajo majhne električne signale, ki prihajajo iz ostankov mišic po amputaciji. Vsemu temu postopku pravimo elektromiografija ali krajše EMG. Ko posameznik poskuša premakniti manjkajočo roko, na primer odpreti jo ali stisniti v pest, ta naprava dejansko zazna nevromišično aktivnost, ki se dogaja v telesu. Nato prevede namero uporabnika v dejanski premik protezi. Sami senzorji so nameščeni neposredno v priključku, kjer se naprava poveže z roko. Ta majhna napravica zaznava mišične krče, hkrati pa mora ignorirati različne motnje v ozadju. Hkrati okrepi biološke signale, da sistem lahko pravilno razume, kaj želi uporabnik s svojim protezičnim udom.

Kako EMG zaznavanje omogoča prepoznavanje naravnih gibanjskih namenov

Sistemi EMG uporabljajo matrike elektrod, ki zaznajo edinstvene načine sprožanja mišic pri različnih gibi roke. Predstavljajte si osebo, ki razmišlja o tem, da bi dvignila skodelico za kavo. Senzorji dejansko zaznajo te majhne mišične trge v podlakti in ta informacija pošljejo procesnim enotam. Preden pride do glavnega koraka analize, je treba te surove signale očistiti od motenj v ozadju in okrepljene, da so dovolj močni za nadaljnje delo. Nato sledi najpomembnejši del, ko programska oprema te očiščene signale primerja s znanimi vzorci za različne vrste prijemov, kot so pinzava, poln prijem ali vrtenje. Najboljši sodobni sistemi EMG lahko danes prepoznajo namero osebe za uporabo roke približno v 95 % primerih, kar dosežejo s spremljanjem širjenja signalov prek več točk. To pomeni, da lahko ljudje brezhibno preklapljajo med različnimi dejanji z roko, ne da bi jih morali neprestano ročno prilagajati.

Prepoznavanje vzorcev v realnem času in prilagodljivo učenje v sodobnih mioelektričnih rokah

Najnovejši procesorji so opremljeni s konvolucijskimi nevronsken mrežami (CNN), ki neprestano izboljšujejo razumevanje gest z analizo živeh EMG podatkov. Sistemi zaznajo majhne spremembe v času in moči aktivacije mišic, kar omogoča prilagodljiv odziv v realnem času. Vzemimo primer, ko se pri nekom po daljši uporabi naprave oslabi stisk – to se pogosto zgodi, kadar se človek utruji. Sistem samodejno prilagodi izhodno moč motorja, da ostane zmogljivost enakomerna. Raziskave kažejo, da te prilagoditve zmanjšajo nepotrebne gibi za približno 29 odstotkov ter naredijo uporabo sile veliko bolj dosledno – dejansko za okoli 22 % boljše. Vse skupaj pomeni manjši mentalni napor pri izvajanju vsakodnevnih opravil dan za dnem.

Izboljšan udobje in zmanjšana utrujenost uporabnika

Odprava jermenskih sistemov in mehanskih kablov: prehod na breznaporni pogon

Staromodne telesno pogonjene proteze delujejo prek ramenskih pasov, povezanih s kabeli, ki vlečejo za roko, ko se oseba premakne. Te mehanske povezave ustvarijo točke pritiska po vseh ramenih in rokah, zaradi česar morajo ljudje izvajati dodatne gibi, le da bi dosegli osnovne funkcije. To kompenzacijo povzroča kožne razjede, stalne bolečine in z leti omejen gibanja. Miološke roke rešijo ta problem popolnoma drugače. Uporabljajo majhne senzorje, postavljene na kožo, ki zaznajo električne signale ostankov mišic roke. Ti signali se nato pretvorijo v dejanska gibanja roke, ne da bi bilo potrebno vlečenje ali potiskanje. Odprava nadležnih kablov in sistemov z ramenskimi pasovi zmanjša napetost mišic za približno dve tretjini, kar kaže raziskava, objavljena lansko leto v reviji Journal of Rehabilitation Research & Development. Ljudje, ki preidejo na novejše modele, ugotovijo, da lahko stvari sedaj veliko lažje opravljajo, na primer dvigovanje krhkih predmetov, ne da bi jih stlačili, ali udobno tipkanje v daljših obdobjih. Ni več potrebe po motnih nastavitvah škripcev ali neudobnih položajih, ki po nekem času povzročajo bolečine.

Nižja presnovna potreba—še posebej pomembno za pediatrične in aktivne odrasle uporabnike

Uporaba protez, ki delujejo s pomočjo telesne moči, resnično obremeni telo. Raziskave kažejo, da ljudje, ki uporabljajo takšne sisteme, porabijo za 30 do 50 odstotkov več kalorij pri vsakodnevnih opravilih, kot je nakupovanje živil, kar je razvidno iz podatkov revije Clinical Biomechanics iz lanskega leta. Dodatni porab energije posebno trdi udarec otrokom, saj rastoča telesa potrebujejo te kalorije za razvoj. Tudi aktivni odrasli, ki morajo opravljati naloge, za katere je potrebna vzdržljivost, se soočajo s povečanim obremenitvam. Miološka naprava omilja ta problem zahvaljujoč svojemu gibanju, ki deluje na baterije. Otroci, ki nosijo novejše modele, porabijo med hojo dejansko okoli 40 % manj kisika v primerjavi s tradicionalnimi protezami. Odrasli ugotovijo, da lahko delajo dlje, ne da bi se izčrpali. Boljši metabolizem pomeni, da si več ljudi sploh upa poiskati proteze. Mlajši uporabniki se znova vključujejo v igre in lahko sledijo šolskim dejavnostim, medtem ko odrasli uživajo v zunanjih avanturah z dodatki za kolesarjenje ali pešačenje po poteh.

Večja funkcionalna neodvisnost prek programirljivega prihvatu in moči

Večprihvatni načini in prilagodljivo krmiljenje sile za vsakodnevne naloge

Mioelektrične roke z naprednimi funkcijami so opremljene z različnimi nastavitvami prijema, kot so točni prijem, trožilni prijem in močni prijem, ki se samodejno prilagodijo glede na to, kaj mora oseba početi med dnevom. Sistem uporablja vgrajene senzorje za ugotavljanje okoliščin. Pri rokovanju s predmeti imajo ti protezi tako imenovano prilagodljivo nadziranje sile, kar pomeni, da lahko spreminjajo jakost prihajanja glede na to, kateri predmet držijo. Predstavljajte si dvigovanje občutljivih predmetov, kot so jajca, v primerjavi z dviganjem težjih stvari, kot so trgovske vrečke iz prtljažnika avtomobila, brez potrebe po stalnem ročnem prilagajanju nastavitev. Te naprave vključujejo tudi motorje, občutljive na tlak, ki preprečujejo nenamerno izpuščanje predmetov ali stiskanje tistega, kar držijo, s čimer olajšajo življenje ljudem, ki morajo biti pozorni na druge vidike svojih opravil, namesto da bi ves čas skrbeli za jakost prihajanja. V ozadju vseh teh funkcij je tehnologija brezkrtačnih enosmernih motorjev, ki zagotavlja gladko delovanje večino časa. Jakost prihajanja se dejansko meri do ulomkov newtonov, zato je dosežena zelo dobra kontrola nad varnostjo in odzivnostjo roke pri interakciji z objekti v vsakdanjih situacijah.

Oddaljena konfiguracija in združljivost s ciljno preusmeritvijo mišičnih živcev (TMR)

Ker so danes na trgu že mobilne aplikacije, lahko ljudje v realnem času prilagajajo nastavitve za stiskanje – na primer nadzor hitrosti, jakost stiskanja ter trenutke, ko se vklopijo različni načini – brez tega, da bi sploh obiskali kliniko. Še boljše pa je to, da ta funkcija odlično deluje skupaj z operacijo, imenovano ciljna preusmeritev mišičnih živcev (angl. Targeted Muscle Reinnervation, okrajšava TMR). Ta kirurški poseg živce iz amputirane okončine preusmeri tako, da pošiljajo jasne signale na določene točke telesa. Posledica tega je, da sodobne proteze zelo dobro berejo te mišične signale in omogočajo hkratno vrtenje zapestja ter premikanje prstov. Za osebe, ki so izgubile roko nad ramenom, ta kombinacija odpira povsem nove možnosti. Dosežejo nadzor, ki se počuti skoraj kot naravni refleks, pri čemer se gibajo sorazmerno, natanko tako kot bi se gibala prava roka.