Wiederherstellung der sensorischen Rückkopplung bei Amputierten

EU-finanzierten Wissenschaftlern ist es gelungen, die sensorische Rückkopplung bei Amputierten wiederherzustellen, so dass sie künstliche Gliedmaßen in Echtzeit kontrollieren können. Die bahnbrechende Technologie, die das Leben von Tausenden von Patienten verändern könnte, ist ein Beleg für die Vorteile der koordinierten europäischen Forschung.

Digitale Wirtschaft

Gesundheit

Das vierjährige NEBIAS-Projekt, das Ende Januar 2018 abgeschlossen wird, ist ein wichtiger Fortschritt in der Kybernetik und baut auf zehn Jahren engagierter Forschung auf. Die Bionikprothese von NEBIAS besteht aus einer gelenkigen Handprothese, Elektroden und einer eingebetteten Elektronik für Aufzeichnung und Stimulation. Ein wichtiger Sprung nach vorne Eine neue neuronale Schnittstelle liefert sensorische Informationen von der künstlichen Hand zum Gehirn. Diese Schnittstelle verbindet das Nervensystem des Patienten mit den künstlichen Sensoren, die in der Prothese eingebettet sind, wodurch es dem Benutzer ermöglicht wird, komplexe Hand- und Fingerbewegungen zu steuern. Die Elektroden sind selektiv, da sie sich mit einigen Bereichen der Nerven und nicht mit anderen in der Nähe verbinden. Die Sensoren erkennen Informationen über Berührungen. Die Informationen werden in Echtzeit an den Patienten gesendet wird, was die natürliche Kontrolle der Hand ermöglicht. „Ein Prototyp dieser bionischen Prothese wurde erfolgreich im Juni 2016 während einer klinischen Studie in Rom getestet“, sagt Projektkoordinator Dr. Silvestro Micera von der Sant'Anna School of Advanced Studies in Italien. „Ein zweiter Patient erhielt ein Implantat im Juli 2017.“ Die Mitglieder des NEBIAS-Konsortiums haben seither ein Startup gegründet, um die Kommerzialisierung der Technologie zu beschleunigen. Weitere Forschungen sind ebenfalls geplant, um diese Ergebnisse voranzutreiben. „Die nächsten Schritte betreffen in erster Linie die Entwicklung der langfristig biokompatiblen Elektroden und die Miniaturisierung der Elektronik für die sensorische Rückkopplung, um ein vollständig implantierbares und tragbares Prothesensystem zu erhalten“, sagt Micera. „Diese Schritte werden mit dem Ziel verfolgt, diese klinische Studie für mehr Patienten zu öffnen.“ Zu diesem Zweck wird das bevorstehende EU-finanzierte SENSARS-Projekt auf der bahnbrechenden Arbeit von NEBIAS aufbauen. „Das Hauptziel dieses Projekts ist die kommerzielle Nutzung der im Rahmen des Projekts erhaltenen Ergebnisse und zu prüfen, ob die unter NEBIAS erzeugten Innovationen für die Schaffung von wertvollen Vorrichtungen für Untergliedmaßenamputation genutzt werden könnten“, sagt Micera. Dedizierte Forschung NEBIAS führte Forscher aus den Bereichen Materialforschung, Informatik und Neurowissenschaften, Biomedizinische Mikrotechnik und Elektronik mit einem gemeinsamen Ziel zusammen: eine prothetische Hand zu entwickeln, mit der eine natürliche Empfindung und Bewegung möglich ist. Der Erfolg des Projekts ist das Ergebnis dieser erfolgreichen Zusammenarbeit und ist auch auf die innovative Arbeit durch frühere EU-geförderte Projekte zurückzuführen. Dazu gehört CYBERHAND, ein Projekt, das die Möglichkeit einer direkten Anbindung an das Nervensystem demonstrieren wollte, um die natürliche Kontrolle einer mechanischen Hand zu ermöglichen. Die Anstrengungen, robotische Artefakte an das Nervensystem anzuschließen, wurden früher vor allem unter RP6- und RP7-Projekten wie NEUROBOTICS und TIME verfolgt. Hier wurde der Prototyp einer Elektrode ohne sensorische Rückkopplung erfolgreich getestet und es wurde untersucht, wie Elektroden in den Nerv eines Patienten eingepflanzt werden könnten. „Dank dieser Projekte wurden wichtige Schritte zur Entwicklung geschickter Handprothesen sowie von Elektroden, die sich mit dem peripheren Nervensystem verbinden, gemacht“, erklärt Micera. „Doch ein erheblicher Nachteil war bisher jedoch die fehlende sensorische Rückkopplung. Das Hauptziel dieses Projektes war es daher, die sensorisch-motorischen Funktionen bei Amputierten wiederherzustellen, damit sie künstliche Gliedmaßen als Teil ihres eigenen Körpers fühlen können.“ Nachdem dies erreicht wurde, wird die bahnbrechende Technologie von NEBIAS weiter ausgebaut, miniaturisiert und verbessert werden. Wenn alles nach Plan verläuft, werden klinische Großstudien in wenigen Jahren die letzte Etappe darstellen, um festzustellen, ob die Prothese über ein echtes medizinisches und kommerzielles Potenzial verfügt.

Schlüsselbegriffe

NEBIAS, Elektroden, Prothesen, Elektronik, Bionik, Amputation, Amputierte, Neurowissenschaften, Biomedizinische Mikrotechnik

NEurocontrolled BIdirectional Artificial upper limb and hand prosthesiS

Wiederherstellung der sensorischen Rückkopplung bei Amputierten

Schlüsselbegriffe

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich

Diese Seite teilen

Herunterladen