В апреле 2010 года Йохан Баггерман (Johan Baggerman) потерял руку в серьезной аварии. Семь лет спустя он стал одним из первых в мире пациентов с робопротезом нового типа. Этот протез соединяется непосредственно с самой травмированной рукой – он вставляется в металлическую трубку, вделанную в кость, через небольшое отверстие в коже. Он не соскальзывает, не вызывает проблем с кожей и позволяет его легко снимать и надевать. Такой метод протезирования уже использовался ранее для создания протеза ноги, однако для протеза руки применяется впервые. Главное отличие новой разработки от тех протезов ног состоит в том, что данный протез руки имеет связь с нервами пациента, что позволяет пациенту управлять им помощью собственного мозга.

Хирург Жан Поль Фрольке (Jan Paul Frölke) и врач по медицинской реабилитации Хенк ван де Минт (Henk van de Meent) представили протез в Нидерландах. Они занимаются разработкой устройств, призванных помогать инвалидам, с 2009 года. «Все движения можно выполнять с помощью одного плеча», — объясняет Хенк ван де Минт. «Это дает пациентам большую свободу движений. Другим его преимуществом является то, что он легко и быстро прикрепляется». Поскольку эти разработки по-прежнему относятся к категории инноваций, протезы еще не широко доступны, и с медицинскими страховыми компаниями об их использовании необходимо договариваться индивидуально в каждом случае.

Для установки протеза необходимы три операции. Во время первой операции хирург вводит металлический стержень в сердцевину кости. Стержень имеет внешнюю шероховатую поверхность. Она признаётся и принимается существующей костью, благодаря чему рост кости максимально подстраивается под стержень. Через шесть-восемь недель происходит второе, короткое операционное вмешательство. Хирург делает маленькое отверстие в коже и вворачивает переходный стержень в уже встроенный ранее. Этот переходный стержень немного высовывается, чтобы протез мог защёлкнуться на нём.

Третья операция, целевая мышечная реиннервация (Targeted Muscle Reinnervation, https://en.wikipedia.org/wiki/Targeted_reinnervation), выполняется специализированным пластическим хирургом. Нервы, ранее передающие сигналы в ампутированную руку, подводятся к другим мышцам, сохранившимся после ампутации, а уже с них сенсорные датчики принимают сигнал и направляют его к процессору, управляющему электродвигателями, приводящими протез в движение.

После операций следует период реабилитации. Он нужен, чтобы пациент научился управлять «новой рукой». Пациент представляет, как он сжимает и разжимает руку, и мышцы в верхней части руки сжимаются. Активность мышцы в плече измеряет Myoband – браслет на плечо с набором электродов. Как только нервные сети достаточно врастают в мышечную структуру, мышечный сигнал становится достаточно сильным, чтобы его обнаружил датчик Myoband, благодаря которому можно управлять протезом через Bluetooth.

Период реабилитации после последней операции очень напряженный для пациентов. Каждый день пациенты должны мысленно «тренировать» руку. Как только настоящая роботизированная рука подсоединяется, эта тренировка становится намного легче, потому что движение руки в сознании пациента осуществляется непосредственно роботизированной рукой. Интуитивная связь между мозгом и роботизированной рукой дает пациенту ощущение, что они ей управляют точно так же, как обычной «естественной» рукой. Даже после подключения роботизированной руки реабилитация продолжается — пациент должен привыкнуть к новой руке. Сложность заключается в том, что период установки и реабилитации таких протезов очень длительный. В случае с Йоханом Баггерманом потребовалось семь лет, причем ему еще предстоит научиться полноценно управлять роботизированной рукой силой мысли.

Источник: ScienceDaily