doi.org/10.1126/scirobotics.adp3260
Credibilidade: 999
#Prótese
A nova mão protética magnética do BioRobotics Institute permite o controle natural e preciso dos dedos robóticos, demonstrado com sucesso em um teste com um paciente.
Os pesquisadores desenvolveram a primeira mão protética controlada magneticamente que permite aos amputados reproduzir todos os movimentos da mão simplesmente pensando.
O sistema revolucionário não requer fios ou conexões elétricas, dependendo apenas de ímãs e músculos para controlar os movimentos dos dedos em tarefas cotidianas, como abrir potes, apertar a mão ou segurar um copo.
Avanço no desenvolvimento da interface protética
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de BioRobótica da Escola Superior de Santa Anna, em Pisa, desenvolveu uma interface radicalmente nova entre o braço residual do amputado e a mão robótica para decodificar as intenções motoras.
O sistema envolve o implante de pequenos ímãs nos músculos do antebraço.
O implante, integrado à mão robótica Mia-Hand desenvolvida pela Spin-off Prensilia, foi testado com sucesso no primeiro paciente, um italiano de 34 anos chamado Daniel, que usou a prótese por seis semanas.
Os resultados do experimento foram apresentados no periódico científico Science Robotics e representam um avanço significativo para o futuro das próteses.
“Esse resultado recompensa um caminho de pesquisa de décadas.
Finalmente, desenvolvemos uma prótese funcional que atende às necessidades de uma pessoa que perdeu a mão”, afirma o professor Christian Cipriani, do Instituto de BioRobótica da Escola Superior de Sant’Anna, que liderou a equipe.
Controle miocinético explorado
O controle miocinético é a decodificação de intenções motoras por meio de ímãs implantáveis “”nos músculos.
Esta é a fronteira explorada pela equipe de pesquisa da Scuola Superiore Sant’Anna para revolucionar o futuro das próteses.
A ideia por trás da nova interface, desenvolvida como parte do projeto MYKI, financiado pela Comissão Europeia por meio de um subsídio inicial do CERC, é usar pequenos ímãs,pequenos ímãs, com alguns milímetros de tamanho, para serem implantados nos músculos residuais do braço amputado e usar o movimento resultante da contração para abrir e fechar os dedos.”
Existem 20 músculos no antebraço e muitos deles controlam os movimentos da mão.
Muitas pessoas que perderam a mão continuam a senti-la como se ela ainda estivesse no lugar e os músculos residuais se movem em resposta aos comandos do cérebro”, explica Cipriani.
A equipe de pesquisa mapeou os movimentos e os traduziu em sinais para guiar os dedos da mão robótica.
Os ímãs têm um campo magnético natural que pode ser facilmente localizado no espaço.
Quando o músculo se contrai, o ímã se move, e um algoritmo especial traduz essa mudança em um comando específico para a mão robótica.
Primeiro Teste Humano Sucesso
Daniel perdeu sua mão esquerda em Setembro 2022.”
De súbito me encontrei sem uma mão: em um momento eu a tinha e no próximo momento ela já era desaparecida.”
Ele foi selecionado como voluntário para o estudo porque ainda sentia a presença de sua mão e os músculos residuais em seu braço respondiam às suas intenções de movimento.
Em abril de 2023, Daniel foi submetido a uma cirurgia para implantar ímãs em seu braço.
A cirurgia foi realizada na Azienda Ospedaliero Universitaria Pisana (AOUP), graças à colaboração de uma equipe coordenada pelo Dr.
Lorenzo Andreani, da Unidade de Ortopedia e Traumatologia 2 Operatória, e pela Dra.
Manuela Nicastro, da Unidade de Ortopedia e Traumatologia 2 Operatória.
Manuela Nicastro da Unidade de Anestesia e Reanimação Ortopédica e Centro de Queimaduras e Dr.
Carmelo Chisari da Unidade de Neuroreabilitação.
“Esse é um avanço significativo no campo da medicina protética avançada”, diz o Dr. Lorenzo Andreani.
A cirurgia foi bem-sucedida graças a um processo cuidadoso de seleção de pacientes, baseado em critérios rigorosos.
Um dos desafios mais complexos foi a identificação dos músculos residuais na área de amputação, que foram selecionados com precisão por meio de imagens de ressonância magnética e eletromiografia pré-operatórias.
No entanto, a condição real do tecido, devido à cicatrização e à fibrose, exigiu adaptação intraoperatória.”
Apesar dessas dificuldades, Andreani continua, conseguimos concluir o implante e estabelecer as conexões, um sucesso que teria sido impossível sem a colaboração de uma equipe excepcional, a quem gostaria de agradecer.
Começando pela Dra. Manuela Nicastro, chefe de anestesia, até as enfermeiras que trabalharam com dedicação e profissionalismo, contribuindo decisivamente para o resultado positivo da operação, que representa um importante passo à frente na pesquisa médica.”
Seis ímãs foram implantados no braço de Daniel.
Para cada um deles, a equipe de cirurgiões e médicos localizou e isolou o músculo, posicionou o ímã e verificou se o campo magnético estava orientado da mesma forma.
“Para facilitar a conexão entre o braço residual onde os ímãs foram implantados e a mão robótica, criamos um soquete protético de fibra de carbono que contém um sistema eletrônico capaz de localizar o movimento dos ímãs”, explica Cipriani.
Os resultados do experimento foram muito além das expectativas mais otimistas.
Daniel conseguiu controlar os movimentos de seus dedos, pegar e mover objetos de diferentes formas e realizar ações clássicas do cotidiano, como abrir um frasco,Usando uma chave de fenda, cortando com uma faca e fechando um zíper, ele foi capaz de controlar a força quando precisou agarrar objetos frágeis.”
Esse sistema permitiu que eu recuperasse sensações e emoções perdidas: parece que estou movendo minha própria mão”, diz Daniel.
Trabalhar junto com Daniel nos deu a consciência de que podemos fazer muito para melhorar sua vida e a vida de muitas outras pessoas.
Essa é a maior motivação que nos leva a continuar nosso trabalho e fazendo sempre melhor”, explica Marta Gherardini, professora assistente da Escola Superior de Sant’Anna e primeira autora do estudo.
Perspectivas futuras e Impacto
“Estamos prontos para estender esses resultados a uma gama mais ampla de amputações”, conclui Cipriani.
“De fato, nosso trabalho com esse novo implante está avançando graças a financiamentos europeus e nacionais.
Entre eles, gostaria de mencionar o projeto MYTI, financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisas, que tem como objetivo a tradução clínica da interface que desenvolvemos,o projeto Fit For Medical Robotics, financiado pelo Ministério da Universidade e da Pesquisa, e todas as colaborações que mantivemos durante anos com o Centro de Pesquisas do INAIL.”
Publicado em 22/09/2024 00h44
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