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Aide d’une nouvelle technologie, les chercheurs espèrent créer de meilleurs systèmes de contrôle pour les membres prothétiques

At the help of a easy ensemble of supporters, the chercheurs of MIT on my standpoint are a complicated manner of surveiller les mouvements musculaires, which, hopefully, facilitates the management of prosthetic limbs for amputees.

Dans une nouvelle paire d’articles, les chercheurs ont demontré la précision et la sécurité de leur système à base d’aimants, que peut suivre la longueur des muscle tissues pendant le mouvement. Les études, réalisées sur des animaux, laissent espérer que cette stratégie pourrait être utilisée pour support les personnes porant des prothèses à les contrôler d’une manière que mime plus étroitement le mouvement naturel des membres.

«Ces résultats récents demontrent que cet outil peut être utilisé en dehors du laboratoire pour suivre les mouvements musculaires pendant l’activité naturelle, et ils suggèrent également que los magnetic implants sont secure et biocompatible et qu’ils ne causent pas d’inconfort», explains Cameron Taylor, an MIT senior scholar and co-author of deux articles.

Dans l’une des études, les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient mesurer avec précision la longueur des muscle tissues du mollet des dindes lorsque les oiseaux couraient, sautaient et exécutaient d’autres mouvements naturels. Dans l’autre étude, ils ont montré that les petites magnetic payments utilisées pour les mesures ne provoquent pas d’irritation ou d’different undesirable results lorsqu’elles sont implantées dans le muscle.

“I’m three fans for the highly effective clinic of latest know-how to enhance the management and effectivity of bionic limbs for amputee individuals,” declared Hugh Herr, professor of media arts and sciences, co-director of the Okay. Lisa Yang Middle for Bionics au MIT et membre associé du McGovern Institute for Mind Analysis du MIT.

Herr est l’un des principaux auteurs des deux articles, qui paraissent aujourd’hui dans la revue Frontiers in bioengineering and biotechnology. Thomas Roberts, professor of ecology, evolution and biology of organisms at Brown College, is likely one of the principal authors of the examine of measurement.

motion of suivi

At the moment, motorized prosthetic members are usually managed by the assistance of a steady appropriation based mostly on the identify of floor electromyography (EMG). Electrodes mounted to the floor of the pores and skin or implanted surgically within the muscle residue of the limb amputee measured {the electrical} indicators of the muscle tissues of an individual, who’re launched within the prosthesis for the help of the pleasure of the particular person souhaitée carrying the member

Cependant, cette approche ne prend en compte aucune data sur la longueur ou la vitesse du muscle, ce qui pourrait aider à rendre les mouvements prothétiques plus précis.

For a number of years now, the MIT group has begun to work on a brand new façon d’effectuer ce kind de mesures musculaires, utilizing an approche qu’ils appellent la magnetomicrométrie. Cette stratégie pull parti des champs magnétiques permanents entourant les petites billes implantées dans un muscle. With the assistance of a semblable sensor, with a boussole from the taille of a bank card mounted to the outside of the corps, leur système peut suivre les distances entre les deux aimants. Lorsqu’un muscle contracts, les aimants se rapprochent et lorsqu’il fléchit, ils s’éloignent.

Dans une étude publiée l’année dernière, les chercheurs ont montré que ce système pouvait être utilisé pour mesurer avec précision les petits actions de la cheville lorsque les payments étaient implantées dans les muscle tissues du mollet des dindes. Dans l’une des nouvelles études, les chercheurs ont cherché à savoir si le système pouvait effectuer des mesures précises lors de actions plus naturels dans un environnement non laboratoire.

Pour ce faire, ils ont created a parcours d’obstacles composed of rampes sur lesquelles les dindes peuvent grimper et de boîtes sur lesquelles elles peuvent sauter et descendre. Les chercheurs ont used leur magnetic capteur pour suivre les actions musculaires au cours de ces activités et ont found que le système pouvait calculer les longueurs musculaires en moins d’une milliseconde.

Ils ont également I in contrast leurs données à des mesures prises à l’aide d’une approche plus traditionnelle connue sous le nom de fluoromicrométrie, a kind of X-ray technologie that wants a greater tools than magnetomicrométrie. Les mesures magnétomicrométriques s’écartaient de cells générées par fluoromicrométrie de moins d’un millimètre en moyenne.

« Nous sommes en mesure de fournir la fonctionnalité de suivi de la longueur des muscle tissues de l’équipement à rayons X de la taille d’une pièce à l’aide d’un ensemble transportable beaucoup plus petit, et nous sommes en mesure de collecter les données in continua au lieu d’être restricted aux rafales de 10 secondes. that fluoromicrometry is restricted », dit Taylor.

Seong Ho Yeon, a graduate scholar at MIT, can also be the principal co-author of the étude de mesure. For the autres auteurs, citons Ellen Clarrissimeaux, related to the analysis assist of MIT, and the previous Brown College postdoctoral fellow, Mary Kate O’Donnell.

Biocompatibility

Dans le deuxième article, the chercheurs are focused on the biocompatibility of implants. Ils ont decouvert que les aimants ne produisaient pas de tissulaires scars, d’irritation ou d’different nocifs effets. Ils ont également montre that the goals implantés and modifiaient pas les démarches de dindes, suggesting qu’ils ne produisaient pas d’inconfort. William Clark, a postdoctoral fellow at Brown, is the co-principal creator of the biocompatibility examine.

The chercheurs ont également montré que les implants restaient stables pendant huit mois, la durée de l’étude, et ne migraient pas l’un vers l’autre, a lot qu’ils étaient implantés à au moins 3 centimètres l’un de l’ autre. The chercheurs envisage that the payments, constituted by a magnetic core recovered from gold and a polymère appelé parylène, pourraient rester indefiniment dans les tissus une fois implantées.

“The aimants don’t want an exterior supply of diet, and after they’ve implants within the muscle, they should keep the total power of the magnetic shampoo all through the lifetime of the affected person,” explains Taylor.

Les chercheurs envisagent maintenant of demanding the approval of the FDA pour tester le système chez les personnes portant des prothèses. Ils espèrent utiliser le sensor pour contrôler los prothèses de la même manière que l’EMG de floor est actuellement: les mesures concernant la longueur des muscle tissues seront introduites dans le système de management d’une prothèse pour l’aider à la guider vers la place souhaitée par le porteur.

“The endroit où cette technologie répond à a kiss est de communiquer ces longueurs et vitesses musculaires à a transportable robotic, in order that the robotic can operate with one hand that features in tandem with the human”, explains Taylor. « We hope that the magnetomicrometry will permit an individual to regulate a transportable robotic with the most effective degree of consolation and the identical ease {that a} management particular person is their very own. »

Along with the prosthetic members, the wearable robots pourraient embody the robotic exoskelettes, who’re carried exterior by the corps to assist the gens à bouger leurs jambes ou leurs bras plus simply.

The analysis is funded by the Salah Basis, the MIT Okay. Lisa Yang Middle for Bionics, the MIT Media Lab Consortia, the Nationwide Institutes of Well being, and the Nationwide Science Basis.

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