A szívizomelektromos beültethető rögzítési tömb (MIRA) értékelése transzradiális amputációval rendelkező résztvevőknél (MIRA)

A jelenlegi myoelektromos eszközökkel jól dokumentált kihívás az, hogy csak két felületi EMG elektródát használnak a vezérlőjelek rögzítésére, jellemzően egy-egyet a maradék végtag extensor és hajlító izom részében. Ezzel az elektródakonfigurációval bármikor egyetlen mozdulat vezérelhető. Az új mozgásokra vagy megfogási mintákra való átállás általában másodlagos kapcsolási módszert igényel. Ez a szekvenciális vezérlés lehetővé teszi az előre programozott funkcionális megfogásokat, és kiválasztható az antagonista izomcsoportok együttes összehúzódási mintái alapján. Ez a megközelítés azonban korlátozott sikerrel jár a szükséges izomaktiválások lassú és nem intuitív jellege miatt. Például a hajlító izmok összehúzódása használható a kéz zárásához, de a csukló forgatásához a hajlító izmok és az extensorok együttes összehúzódása szükséges (a szabályozási módok váltásához), majd a hajlító izmok összehúzódása szükséges. Ez a nem intuitív megközelítés figyelmen kívül hagyja az alkar izomzatának normál működését, és további hátránya, hogy a kéznyílás és a csuklóforgatás egyidejű szabályozása lehetetlen. További megfogási minták hozzáadása súlyosbíthatja a problémát, és gyakran megköveteli a felhasználótól, hogy átlépjen a különböző előre programozott mintákon, többszöri összehúzódással, amíg a megfelelő mozgást kiválasztja. A felületi elektróda alapú rendszerek az erős izomösszehúzódásokra is támaszkodnak, amelyek nem hatékonyak, és hozzájárulnak a kínos használhatósághoz és a protézis végső elutasításához. A felületi elektródákkal kapcsolatos további szövődmények a környezeti feltételek miatti jelváltozások, mint például az izzadás, az elektródák helyének napi változása bőrrel kapcsolatos problémák miatt, valamint az áthallásra és a mozgási műtermékekre való hajlam. Ezzel szemben a beültethető elektródák védve vannak a környezeti feltételektől, a helyükön maradnak, kis jeleket is rögzíthetnek az enyhén összehúzódó izmokból, és sok különböző jelet rögzíthetnek, így több ízület bonyolultabb és egyidejű vezérlését is lehetővé teszik.

A myoelektromos szabályozással kapcsolatos legújabb kutatások olyan új szabályozási paradigmák kifejlesztésére összpontosítottak, mint például a többfokozatú szabadságszabályozás és az arányos sebességszabályozás egyidejű alkalmazása. Gyakran egy antagonista izompárból származó felületi EMG-felvételeket használnak egyetlen szabadságfok szabályozására. A beültethető elektródák alternatív módszerként bizonyultak ígéretesnek az előzetes humán alanyi vizsgálatokban, és a legújabb kutatások bebizonyították, hogy virtuális környezetben intramuszkuláris elektródákkal, valamint arányos sebességszabályozással egyidejűleg akár három szabadságfokot is szabályoztak. A beültethető myoelectric érzékelő (IMES®) rendszer nyolc beültetett elektródát használ (hat aktívan szükséges a vezérléshez, kettő tartalékként) három szabadságfok szabályozására. Egy másik vizsgálat, amely ugyanazt az EMG-vezetékeket és elektródakonfigurációt használta, mint a MIRA, perkután beültetett, lehetővé tette akár 6 szabadságfok egyidejű szabályozását (hüvelykujjhajlítás, indexhajlítás, középső hajlítás, hüvelykujj addukció és abdukció, csuklóhajlítás és -nyújtás, valamint csuklópronáció és supináció) előrehaladott protézis. Mivel a myoelektromos protézisek eltávolodnak az előre programozott mozgásoktól és a mintafelismeréstől, úgy tűnik, hogy legalább két, külön izomcélpontba ültetett elektróda szükséges egyetlen szabadságfok szabályozásához.

A vizsgáló megközelítésének célja, hogy kezelje a legmodernebb protézis kezek ellenőrzésének korlátait. A MIRA implantátumot használó többcsatornás intramuszkuláris EMG-felvételek egyidejű kéz- és csuklómozdulatokat hajtanak végre, ami jelentősen javítja a motoros irányítást a technika jelenlegi állásához képest. Pontosabban, a cél a csukló forgásának és a kéz nyitásának/zárásának ellenőrzése, illetve optimális esetben a csukló hajlítása/nyújtása és négy ujj független hajlítása/kiterjesztése. A transzradiális amputáción átesett embereket ebbe a vizsgálatba vonják be azzal a céllal, hogy helyreállítsák a kéz és a csukló funkcióját.

A kutatók úgy tervezték meg a MIRA-t, hogy megszüntesse a perkután kapcsolatokat, ami csökkenti a fertőzés kockázatát és minimálisra csökkenti a vizsgálati alanyok által igényelt ellátást. A vizsgálatot egy évig tervezték, jelentős mennyiségű otthoni teszteléssel együtt. A távrehabilitáció alapelvei (pl. távfelügyelet, rendszeres állapotellenőrzés) a nyomozókkal való gyakori kommunikáció és az eszköz teljesítményének rendszeres értékelése érdekében. Egy éves tanulmány lefolytatása elegendő időt biztosít arra, hogy az alanyok megtanulják használni új eszközüket, és lehetővé teszi számunkra, hogy dokumentáljuk az eszköz hosszú távú teljesítményét. A vizsgálók előzetes biztonsági adatokat gyűjtenek, és dokumentálják a beültetés időtartama alatt fellépő nemkívánatos események típusát és gyakoriságát. Az EMG jel minőségét és az eszköz általános teljesítményét is mérik a beültetés időtartama alatt.