Yeni Yöntemle Protez Kontrolü Kolaylaşıyor
MIT araştırmacıları, kas hareketlerini daha iyi izlemek için kas içine yerleştirilen küçük manyetik boncuklar kullanarak doğru ölçümler yapabildiklerini gösterdi. Bu ölçümler, belirli amputasyon türlerine sahip bireylerin protezlerini daha etkin bir şekilde kontrol etmelerini sağlayabilir.
Uzun yıllardır, araştırmacılar, amputasyon sonrası kalan kaslardan alınan sinir bilgilerini kullanarak neuroprotez bacaklar geliştirmeye çalışıyor. Kasın uzunluğu, hızı ve aktivasyonu gibi ölçümler, protez bacakların kontrol algoritmalarına entegre ediliyor, bu sayede bacak amputasyonu olan bireyler daha doğal bir yürüyüşe, kol amputasyonu olanlar ise nesneleri daha etkili bir şekilde manipüle edebiliyor.
Mevcut Yöntemlerin Sınırlılıkları
Şu ana kadar bu cihazlar, derinin yüzeyine yerleştirilen elektrotlardan alınan kas aktivitesi ölçümlerine dayanıyordu. Ancak bu ölçümler, neuroprotez bacakla yürümek için yeterince güvenilir olmamıştır. MIT ekibi, daha doğru ölçümler sunan yeni manyetik izleme sisteminin, bu tür protezlerin ticari gelişimini mümkün kılacağını umuyor.
Hugh Herr, “Dört on yıldır, protezleri sinirsel olarak kontrol etmenin standart yöntemi, kas aktivasyonunu ölçmek için cilt elektrotları kullanmaktır. Ancak bir protez bacağı kontrol etmek için eklem pozisyonu, tork veya empedans kontrol edilmelidir; elektriksel aktivasyon ile bu mekanik sinyalleri doğrudan belirlemek mümkün değildir,” diyor.
Minimal İnvaziv Yaklaşım
Yeni çalışmada, araştırmacılar, alt bacak amputasyonu olan üç katılımcıda manyetik ölçümlerin doğruluğunu gösterdiler. Christopher Shallal, “Bu arayüz minimal invazivdir, bu nedenle daha fazla insan için erişilebilir olabilir. İki boncuğu kas içine yerleştiriyorsunuz ve kas dinamikleri hakkında zengin bilgilere erişiyorsunuz,” ifadelerini kullanıyor.
Katılımcılara, bilek ekleminde dört kasın içine kadar manyetik boncuklar yerleştirildi. Ameliyatlar, Brigham and Women’s Hospital’da plastik cerrah Matthew Carty ile işbirliği içinde gerçekleştirildi.
Protez Kontrolünde İyileşme
Katılımcılara, manyetik boncukların yerleştirildiği kasların içine elektrotlar da yerleştirildi. Bu sayede araştırmacılar, üç farklı ölçüm tekniğinin doğruluğunu karşılaştırma imkânı buldular. Deneyler sırasında katılımcılar, protez bacak takmadan, kas hareketlerini kullanarak bir ekranda bir imleci belirli bir hedefe taşımaları istendi.
Shallal, “Ekrandaki imleç, bir robotik ayak-protez üzerinde kontrol edecekleri serbestlik derecelerini temsil ediyordu. Bu sanal neuroprotez görevi, farklı sinir arayüzleri arasındaki performansı karşılaştırmamıza olanak sağladı ve sonuçlarımız manyetik tabanlı yaklaşımın daha doğru ve stabil kontrol sunabileceğini gösteriyor,” diyor.
Gelecek Çalışmalar
Araştırmacılar, manyetik boncukların ölçümleri kullanarak protezleri kontrol etme becerisini değerlendirmek için daha geniş bir çalışma yürütüyorlar. Bu çalışma, MIT’deki Yang Tan Collective ve National Science Foundation Graduate Research Fellowship tarafından kısmen desteklenmiştir.
