外科的および工学的革新により、バイオニックハンドのすべての指に対する前例のない制御が可能になりました

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義肢は、失われた四肢を置き換える最も一般的な解決策です。 ただし、制御が難しく、動作が数種類しかないため信頼性が低いこともよくあります。 残肢の残存筋肉は、バイオニックハンドの制御源として最適です。 これは、患者が意のままに筋肉を収縮させることができ、その収縮によって生成される電気活動を使用して、義手を開くか閉じるなどの動作を指示できるためです。 肘より上などのより高いレベルの切断における主な問題は、腕や手の機能を真に回復するために必要な多くのロボット関節を制御するための筋肉があまり残っていないことです。

外科医とエンジニアの学際的なチームは、断端を再構成し、センサーと骨格インプラントを統合してプロテーゼに電気的および機械的に接続することで、この問題を回避しました。 末梢神経を解剖し、生物学的増幅器として使用される新しい筋肉標的にそれらを再分配することにより、バイオニック人工器官はより多くの情報にアクセスできるようになり、ユーザーは多くのロボット関節を自由に操作できるようになります（ビデオ：youtu.be/h1N-vKku0hg）。

この研究は、スウェーデンのバイオニクス・疼痛研究センター（CBPR）の創設所長であり、オーストラリアのバイオニクス研究所の神経補綴研究責任者であり、スウェーデンのチャルマーズ工科大学のバイオニクス教授でもあるマックス・オルティス・カタラン教授が主導した。

「この記事では、分散かつ同時の方法でさまざまな筋肉標的に神経を再配線することが可能であるだけでなく、補綴物の制御の改善にも役立つことを示します。 私たちの研究の重要な特徴は、より洗練された外科手術を臨床的に実施し、手術時に神経筋構造物にセンサーを埋め込み、オッセオインテグレーションインターフェースを介してプロテーゼの電子システムに接続できることです。 残りは AI アルゴリズムが処理します。」

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義肢は一般にソケットによって身体に取り付けられているため、断端が圧迫されて不快感が生じ、機械的に不安定になります。 ソケットアタッチメントの代替方法は、残存骨内にチタンインプラントを配置して強力に固定することです。これはオッセオインテグレーションとして知られています。 このような骨格の取り付けにより、プロテーゼの身体への快適かつより効率的な機械的接続が可能になります。

「私たちの最先端の外科的および工学的イノベーションが、腕を切断した人にこのような高レベルの機能を提供できるのを見るのはやりがいのあることです。 この成果は、30 年以上にわたるコンセプトの段階的な開発に基づいており、私はそれに貢献できたことを誇りに思っています」と、MIT の研究員、ヨーテボリ大学の准教授、Integrum の CEO、オッセオインテグレーションの第一人者であるリカード ブローネマルク博士はコメントしています。義肢の場合、インターフェースの移植を行った人。

手術はCBPRがあるスウェーデンのサールグレンスカ大学病院で行われた。 神経筋再建処置は、スカンジナビアで行われた最初の手の移植を主導したパオロ・サス博士によって行われました。

「CBPR のバイオニクス技術者たちと私たちが取り組んできた素晴らしい旅のおかげで、新しい顕微手術技術と、一本の指で義手を制御したり感覚フィードバックを提供する高度な埋め込み型電極を組み合わせたりすることができました。 腕の切断に苦しんでいる患者には明るい未来が見えるかもしれない」と現在イタリアのリッツォーリ整形外科研究所で働くサッス医師は言う。