Miyoelektrik Elin Geleneksel Protez Elin Üstünde Kullanılmasının Avantajları Nelerdir?

Kas Sinyalleri Aracılığıyla Sezgisel, Yüksek Sadakatli Kontrol

Miyoelektrik el, amputasyondan sonra kalan kaslardan gelen bu küçük elektrik sinyallerini alarak çalışır. Bu tüm sürece biz elektromiyografi ya da kısaca EMG deriz. Bir kişi eksik elini hareket ettirmeye çalıştığında, örneğin elini açmaya veya yumruğa sıkmaya çalıştığında, bu cihazlar vücut içinde meydana gelen nöromüsküler aktiviteyi gerçekten algılar. Ardından kişinin ne yapmak istediğine dair niyeti protez elin kendisinin gerçek hareketlerine dönüştürür. Gerçek sensörler, cihazın kola bağlandığı soketin tam içindedir. Bu küçük cihazlar kas kasılmalarını algılar ancak aynı zamanda çeşitli arka plan gürültülerini de yok saymak zorundadır. Aynı zamanda biyolojik sinyalleri güçlendirerek sistemin kullanıcının protez uzvunu kullanarak ne yapmak istediğini doğru bir şekilde anlamasını sağlar.

EMG Tespiti Nasıl Doğal Hareket Niyeti Tanımaya Olanak Sağlar

EMG sistemleri, farklı el hareketleri yaparken kasların ateşlenme biçimlerini algılayan elektrot dizilimlerine dayanır. Birinin bir kahve fincanını almayı düşündüğünü hayal edin. Sensörler aslında ön kolundaki bu küçük kas seğirmelerini yakalar ve bu bilgiyi işlem birimlerine gönderir. Ham sinyallerin ana analiz aşamasına gelmeden önce arka plan gürültüsünden arındırılması ve yeterince güçlü hale getirilmesi için güçlendirilmesi gerekir. Ardından, pimleme, tam tutma veya burma gibi çeşitli kavrama biçimlerine ait bilinen örüntülerle temizlenmiş sinyallerin eşleştirilmesi için yazılımın devreye girdiği akıllıca aşama başlar. Günümüzün en iyi EMG sistemleri, sinyallerin çoklu noktalarda nasıl yayıldığını inceleyerek, bir kişinin ne tür bir el hareketi yapmak istediğini yaklaşık %95 oranında doğru şekilde tanımlayabilir. Bu, kullanıcıların sürekli olarak manuel ayarlar yapmak zorunda kalmadan farklı el hareketleri arasında sorunsuz geçiş yapabilmesi anlamına gelir.

Modern Miyoelektrik Ellerde Gerçek Zamanlı Örüntü Tanıma ve Uyarlamalı Öğrenme

En yeni işlemciler, canlı EMG verilerinin analizi yoluyla jestlerin nasıl yorumlandığını sürekli geliştirerek konvolüsyonel sinir ağları (CNN) ile donatılmıştır. Bu sistemler, kasların ne zaman ve ne kadar güçlü aktive olduğunda küçük değişiklikleri tespit ederek anında uyum sağlayan tepkileri mümkün kılar. Birinin bir şeyi uzun süre kullandıktan sonra kavrama gücünün azalması gibi bir durumu ele alalım - bu genellikle insanların yorulduğunda meydana gelir. Sistem, performansın boyunca sabit kalmasını sağlamak için motor çıkışını otomatik olarak ayarlayacaktır. Araştırmalar, bu tür uyumların gereksiz hareketleri yaklaşık %29 oranında azalttığını ve uygulanan kuvvetin tutarlılığını yaklaşık %22 daha iyi hale getirdiğini göstermektedir. Tüm bunların anlamı, rutin aktiviteleri günbegün tekrar yaparken zihinsel çabanın daha az olmasıdır.

Artırılmış Konfor ve Kullanıcı Yorgunluğunun Azaltılması

Harneslerin ve Mekanik Kabloların Ortadan Kaldırılması: Zahmetsiz Aktüasyona Geçiş

Geleneksel beden gücüyle çalışan protezler, omuzlara takılan kablolar aracılığıyla çalışır ve bu kablolar, kişinin vücudu hareket ettirdiğinde eli çeker. Bu mekanik bağlantılar omuzların ve kolların her yerinde baskı noktaları oluşturur ve temel işlevleri yerine getirmek için ek hareketlerle dengelemek zorunda kalırlar. Bu dengeleme süreci zamanla cilt yaralarına, sürekli ağrılara ve hareket kısıtlılığına neden olur. Miyoelektrik eller bu sorunu tamamen farklı bir şekilde çözer. Koldaki kasların geriye kalan kısmından gelen elektrik sinyallerini almak için cilde yerleştirilen küçük sensörler kullanılır. Bu sinyaller daha sonra çekme veya itme gerektirmeden gerçek el hareketlerine dönüştürülür. Geçen yıl Journal of Rehabilitation Research & Development'de yayımlanan bir araştırmaya göre, sinir bozucu kablo ve harness sistemlerinden kurtulmak kas yıpranmasını yaklaşık üçte ikiye kadar azaltır. Bu yeni modellere geçen insanlar artık kırılgan nesneleri ezmeden tutabilmek ya da uzun süre rahatça yazma gibi işlemleri çok daha kolay yapabildiklerini fark ederler. Artık makaralar için can sıkıcı ayarlamalar yapmak veya bir süre sonra ağrıya neden olan hantal pozisyonlarla uğraşmak zorunda değiller.

Düşük Metabolik Talep—Özellikle Pediatrik ve Aktif Yetişkin Kullanıcılar İçin Kritik Öneme Sahip

Vücut gücüyle çalışan protezler kullanmak, vücuda ciddi bir yük bindirir. Geçen yıl Clinical Biomechanics'te yayınlanan araştırmalara göre, bu sistemleri kullanan kişilerin market alışverişi gibi günlük aktiviteler sırasında %30 ila %50 daha fazla kalori yakması gösterilmiştir. Ekstra enerji tüketimi özellikle gelişmekte olan çocukların üzerinde daha ağır etki eder çünkü büyüyen vücutlar gelişim için bu kalorilere ihtiyaç duyar. Dayanıklılık gerektiren görevleri yapmak zorunda olan yetişkin aktif bireyler de ek iş yüküyle mücadele eder. Miyoelektrik cihazlar, pil ile çalışan hareket sistemi sayesinde bu sorunu azaltmada yardımcı olur. Bu yeni nesil modelleri kullanan çocuklar, geleneksel protezlere kıyasla yürürken yaklaşık %40 daha az oksijen tüketir. Yetişkinler de yorulmadan daha uzun süre çalışabildiklerini fark eder. Daha iyi metabolizma, genel olarak daha fazla kişinin protez takmayı istemesine neden olur. Genç kullanıcılar tekrar oyun oynamaya ve okul aktivitelerinde yer almaya başlarken, yetişkinler bisiklet veya yürüyüş turları için özel aksesuarlarla doğa maceralarının tadını çıkarabilir.

Programlanabilir Kavrama ve Güç ile Artırılmış Fonksiyonel Bağımsızlık

Günlük Görevler için Çoklu Kavrama Modları ve Uyarlanabilir Kuvvet Kontrolü

İleri düzey özelliklere sahip mioelektrik eller, kişinin gün içinde yapmak istediği işe göre kendini ayarlayan hassas, üç ayak ve güç kavrama gibi farklı kavrama ayarlarıyla donatılmıştır. Sistem, meydana geleni anlamak için entegre sensörler kullanır. Nesneleri tutma konusunda bu protezler, tutulan nesneye göre ne kadar sertlikte kavrama yapılacağını değiştirebilen adaptif kuvvet kontrolüne sahiptir. Yumurtalar gibi hassas eşyaları alırken veya araba bagajından alışveriş poşetleri gibi daha ağır eşyaları kaldırırken sürekli olarak ayarları elle değiştirmek zorunda kalmadan düşünün. Bu cihazlar ayrıca şeyleri yanlışlıkla düşürmelerini veya tuttukları şeyi ezmesini engelleyen basınç duyarlı motorlara da sahiptir ve bu da kullanıcıların görevlerinin diğer yönlerine odaklanmalarını kolaylaştırır, sürekli olarak kavrama gücünden endişe etmek zorunda kalmazlar. Tüm bu işlevselliğin arkasında, her şeyi çoğu zaman sorunsuz çalışan durumda tutan fırçasız doğru akım teknolojisi yer almaktadır. Kavrama kuvvetleri aslında newtonun kesirlerine kadar ölçülür, böylece nesnelerle günlük durumlarda etkileşim sırasında elin ne kadar güvenli ve tepkili hissettiğine dair oldukça iyi bir kontrol sağlanır.

Uzaktan Yapılandırma ve Hedefe Yönelik Kas Reinnervasyonu (TMR) Uyumluluğu

Şimdi piyasada bulunan akıllı telefon uygulamalarıyla, insanlar kavrama ayarlarını gerçek zamanlı olarak değiştirebiliyor – örneğin hız kontrolü, ne kadar sıkmaları gerektiği veya farklı modların ne zaman devreye girdiği gibi şeyler – hiç bir kliniğe gitmeden. Bunu daha da iyi hale getiren şey ise Hedefe Yönelik Kas Reinnervasyonu adı verilen ve kısaca TMR diye bilinen yöntemle uyum içinde çalışmasıdır. Bu ameliyat, kesilen uzvun sinirlerini alarak onları vücuttaki belirli noktalara net sinyaller gönderebilecek şekilde yeniden yönlendirir. Sonuç olarak modern protezler bu kas sinyallerini oldukça iyi okuyabiliyor ve kişi aynı anda el bileğini döndürürken parmaklarını da hareket ettirebiliyor. Omuzdan kaybedilen kollar içinse bu kombinasyon olanakların tamamen yeni dünyalarını açıyor. İnsanlar neredeyse doğal bir refleks gibi hissedilen, gerçek bir kolun hareketi gibi orantılı olarak ayarlanabilen kontrol elde ediyor.