Магнитные датчики внутри мышц позволят управлять протезами конечностей
Американские ученые предложили отслеживать растяжение мышц с помощью магнитных датчиков, вживленных внутрь тела. В своем исследовании они показали, что система позволяет рассчитать длину мышцы менее чем за миллисекунды, а сами датчики биосовместимы и безопасны. В будущем технология позволит улучшить существующие системы управления протезами конечностей.
Используя простую систему из магнитов, исследователи из Массачусетского технологического института (США) изобрели новый способ отслеживания движений мышц. Они уже доказали эффективность технологии в экспериментах на животных и теперь планируют использовать этот метод, чтобы помочь людям с ампутациями более точно и естественно управлять протезами конечностей. Статья опубликована в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Современные протезы конечностей обычно контролируются с помощью электромиографии (ЭМГ). Электроды, прикрепленные к поверхности кожи или имплантированные в остаточную мышцу ампутированной конечности, измеряют сигналы от мышц и передают их протезу. Однако этот подход не учитывает никакой информации о длине или скорости сокращения мышц, которая могла бы сделать движения протеза точнее.
Уже несколько лет авторы статьи трудятся над новым способом измерений работы мышц. Их подход, получивший название «магнитомикрометрия», использует постоянные магнитные поля, окружающие небольшие шарики, имплантированные в мышцу.
Датчик размером с кредитную карту, прикрепленный к поверхности тела, отслеживает расстояния между двумя магнитами. Когда мышца сокращается, магниты сближаются, а когда расслабляется — отдаляются друг от друга.
Ранее ученые показали, что эту систему можно использовать для точного измерения небольших движений лодыжки. Теперь они поставили цель выяснить, может ли система выполнять точные измерения во время естественных движений вне лабораторных условий. Для этого исследователи создали полосу препятствий для индюков, в мышцы ног которых имплантировали датчики. Оказалось, во время прыжков, бега и других движений система рассчитывала длину мышц менее чем за миллисекунду.
После этого авторы протестировали биосовместимость имплантатов. Магниты не вызывали рубцевание тканей, воспаление или другие нежелательные побочные эффекты. Кроме того, операция не изменила походку индюков, так что, вероятно, датчики не провоцировали дискомфорт. Кроме того, магниты оставались стабильными в течение восьми месяцев, на протяжении всего исследования, и не мигрировали навстречу друг другу, если были имплантированы на расстоянии не менее трех сантиметров друг от друга.
Теперь ученые планируют получить одобрение для тестирования системы на людях с протезами конечностей. Они надеются задействовать датчик для управления протезами аналогично тому, как сейчас используется ЭМГ. Магнитные датчики, вживленные в сохранившиеся мышцы конечности будут передавать протезу информацию о степени растяжения мышцы и придавать ему желаемое положение.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Долгое время считалось, что люди, которые увлечены просмотром видео для взрослых, чаще жалуются на симптомы депрессии. Однако новое лонгитюдное исследование с участием почти 3000 человек показало: эта связь значительнее сложнее, чем предполагали.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии