با تکنیک جراحی جدید ، امکان کنترل بهتر اندام های مصنوعی فراهم می شود.

بازدیدها: 3

15فوریه 2021

خلاصه: اتصال مجدد جفت عضلات در حین جراحی به دنبال قطع عضو ، بازخورد حسی بیشتری از اندام را برای بیماران فراهم می کند ، محققان گزارش دادند.

محققان MIT نوع جدیدی از جراحی قطع عضو را اختراع کرده اند که می تواند به قطع عضلات کمک کند تا ماهیچه های باقی مانده خود را بهتر کنترل کرده و مکان “اندام فانتوم” آنها را در فضا درک کنند. محققان می گویند ، این حس بازسازی تصوری باید به کنترل بهتر اندام های مصنوعی و همچنین کاهش درد اندام منجر شود.

در بیشتر اعضای قطع عضو ، جفت های عضلانی که مفاصل آسیب دیده را کنترل می کنند ، مانند آرنج یا مچ پا ، قطع می شوند. با این حال ، تیم MIT دریافته است که اتصال مجدد این جفت های عضلانی ، به آنها امکان می دهد رابطه طبیعی فشار و کشش خود را حفظ کنند ، بازخورد حسی بسیار بهتری را به افراد ارائه می دهد.

” مطالعات نشان می دهد که هرچه بیماران بهتر بتوانند عضلات خود را به صورت پویا حرکت دهند ، کنترل بیشتری نیز خواهند داشت. هرچه فرد بهتر بتواند عضلاتی را که مچ پای مبهم خود را حرکت می دهد ، تحریک کند ، در واقع بهتر می تواند از پروتزهای خود استفاده کند.

در مطالعه ای که این هفته در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر خواهد شد ، 15 بیمار که این نوع جراحی جدید را دریافت کرده اند ، معروف به رابط مونورال آگونیست-آنتاگونیست (AMI) ، می توانند عضلات خود را دقیق تر از بیماران با قطع عضوی سنتی کنترل کنند. . بیماران AMI همچنین احساس آزادی حرکت بیشتر و درد کمتری در اندام آسیب دیده خود داشتند.

“از طریق تکنیک های جراحی و احیا کننده که حرکات عضلانی آگونیست- آنتاگونیست طبیعی را بازیابی می کند ، مطالعه نشان می دهد افرادی که قطع عضله AMI دارند ، یک حرکت مفصل فانتوم بیشتر ، سطح درد کاهش یافته و وفاداری بیشتر به قابلیت کنترل اندام پروتز دارند.”

بازیابی احساس

بیشتر ماهیچه هایی که حرکت اندام را کنترل می کنند ، به صورت دوتایی رخ می دهند که به طور متناوب کشیده و منقبض می شوند. یکی از نمونه های این جفت آگونیست – آنتاگونیست ، عضلات دوسر و سه سر است. هنگامی که آرنج خود را خم می کنید ، عضله دو سر ران منقبض می شود و باعث کشیدگی عضلات سه سر می شود و این کشش اطلاعات حسی را به مغز باز می گرداند.

در حین قطع عضو متداول ، این حرکات عضلانی محدود می شود ، این بازخورد حسی را قطع می کند و احساس قطع عضو پروتز در فضا را برای قطع عضو بسیار سخت می کند و یا نیروهای وارد شده به آن اندام را احساس می کند.

“هنگامی که یک عضله منقبض می شود ، عضله دیگر فعالیت آنتاگونیستی ندارد ، بنابراین مغز سیگنال های گیج کننده ای دریافت می کند.” “حتی با پروتزهای پیشرفته ، مردم دائماً مصنوعی را دنبال می کنند تا سعی کنند مغز خود را به مکانی که دستگاه حرکت می کند کالیبره کنند.”

چند سال پیش ، گروه MIT Biomechatronics یک روش جدید قطع عضو را که روابط بین این جفت عضلات را حفظ می کند ، در مطالعات پیش بالینی اختراع و توسعه علمی داد. آنها به جای قطع عضلات ، دو انتهای عضلات را به هم متصل می کنند به طوری که هنوز در اندام باقیمانده با یکدیگر ارتباط پویا دارند. در مطالعه سال 2017 روی موش ها ، آنها نشان دادند که وقتی حیوانات یک عضله از این جفت را منقبض می کنند ، عضله دیگر کشیده می شود و اطلاعات حسی را به مغز می فرستد.

از زمان این تحقیقات بالینی ، حدود 25 نفر تحت عمل جراحی AMI در بیمارستان Brigham and Women’s Hospital قرار گرفته اند که توسط Carty انجام شده است ، وی همچنین یک جراح پلاستیک در بیمارستان Brigham and Women’s است.

در مطالعه جدید PNAS ، محققان دقت حرکات عضلانی در مچ پا و مفاصل ساب تالار 15 بیمار را که قطع AMI در زیر زانو انجام شده است اندازه گیری کردند. این بیماران دو دسته از عضلات را در هنگام قطع عضو متصل کردند: عضلات کنترل کننده مچ پا ، و عضلات دیگری که مفصل ساب تالار را کنترل می کنند ، که باعث می شود کف پا به سمت داخل یا خارج متمایل شود. این مطالعه این بیماران را با هفت نفری که قطع عضو زیر زانو داشتند مقایسه کرد.

هر بیمار در حالی که دراز کشیده بود و پاهای او را روی بالش قرار داده بود ، ارزیابی شد. بیماران در طول مطالعه از اندام مصنوعی استفاده نکردند. محققان از آنها خواستند که مفاصل مچ پا خود را – هم مفصل سالم و هم “فانتوم” – با 25 ، 50 ، 75 یا 100 درصد دامنه حرکتی کامل خود خم کنند. الکترودهای متصل به هر پا به محققان اجازه می دهد تا فعالیت عضلات خاص را اندازه گیری کنند ، زیرا هر حرکت به طور مکرر انجام می شود.

محققان سیگنال های الکتریکی ناشی از عضلات اندام قطع شده را با اندام دست نخورده مقایسه کردند و دریافتند که برای بیماران AMI ، آنها بسیار مشابه هستند. آنها همچنین دریافتند که بیماران با قطع AMI قادر به کنترل دقیق عضلات اندام قطع شده خود هستند بسیار دقیق تر از بیماران با قطع عضوی سنتی. بیمارانی که قطع عضوی سنتی دارند ، بدون توجه به اینکه از آنها برای خم شدن مچ پا ، چه حرکتی در اندام قطع شده خود بیشتر و بیشتر انجام می شود.

“توانایی بیماران AMI در کنترل این عضلات بسیار بیشتر از کسانی که قطع عضو دارند ، بیشتر شهودی است. این امر عمدتاً به نحوه پردازش مغز آنها در نحوه حرکت اندام فانتوم مربوط می شود.”

منبع:

Source: MIT
Image: The image is credited to MIT

Original Research: The study will appear in PNAS during the week of February 15 2021

دیدگاهتان را بنویسید