Sterowanie EMG Aether MyoSense dla bionicznych protez rąk

Aby bioniczna dłoń mogła reagować na intencje użytkownika, system protezy potrzebuje niezawodnego sposobu na wykrywanie i interpretowanie dobrowolnej aktywności mięśniowej.

Aether MyoSense to dwukanałowy system akwizycji i przetwarzania sygnałów elektromiograficznych (EMG) firmy Aether Biomedical, zaprojektowany w celu przekształcania skurczów mięśni szkieletowych w proporcjonalne elektryczne sygnały sterujące dla kompatybilnych protez kończyn górnych.

MyoSense nie jest protezą dłoni ani kompletnym bionicznym ramieniem. Jest to zewnętrzne urządzenie sterujące stosowane z odpowiednimi komponentami kończyny górnej w celu stworzenia kompletnej protezy ramienia. Jego rola jest odrębna, ale kluczowa: zapewnia połączenie między aktywnością mięśniową pacjenta a elektronicznie sterowanym urządzeniem końcowym, niezależnie od tego, czy dopasowany system obejmuje bioniczną protezę dłoni, chwytak, rotator nadgarstka, łokieć, czy inny kompatybilny komponent.

Ta ścieżka sterowania pozwala kompatybilnemu urządzeniu końcowemu na odbiór sygnału elektrycznego proporcjonalnego do dobrowolnego skurczu mięśni szkieletowych pacjenta.

Urządzenie jest przeznaczone do dopasowania przez wykwalifikowanych i certyfikowanych klinicystów lub protetyków. Dzięki dwukanałowemu pomiarowi EMG, regulowanym ustawieniom sygnału, ocenie kontaktu ze skórą, kompatybilności z komponentami protez kończyn górnych oraz połączeniu z Platformą Cyfrową Aether (ADP), MyoSense daje klinicystom praktyczne narzędzia do konfiguracji sterowania protezą z myślą o indywidualnym pacjencie.

Czym jest Aether MyoSense?

Aether MyoSense wzmacnia sygnały generowane przez dobrowolne skurcze mięśni szkieletowych przy użyciu elektromiografii powierzchniowej. Przetwarza te sygnały i dostarcza wyjście elektryczne proporcjonalne do wykrytej aktywności mięśniowej, umożliwiając pacjentowi sterowanie kompatybilnym urządzeniem końcowym protezy.

Urządzenie posiada dwa niezależne kanały pomiarowe EMG. Każdy kanał wykorzystuje parę różnicowych wejść elektrodowych, a piąta elektroda referencyjna wspiera prawidłowe działanie systemu. Wspólnie wejścia te rejestrują aktywność mięśniową i generują dwa oddzielne analogowe sygnały sterujące.

MyoSense jest dostarczany w jednym wariancie dwukanałowym. Zawiera dwa uniwersalne, 3-pinowe kable złączeniowe o długości 15 cm oraz przewody elektrod kopułkowych o długości 25 cm. Jednostka główna ma wymiary 50 mm na 17,5 mm na 7 mm.

Jak MyoSense wspiera sterowanie zrobotyzowaną dłonią?

MyoSense wspiera sterowanie zrobotyzowaną dłonią poprzez konwersję dobrowolnych skurczów mięśni na sygnały elektryczne, które kompatybilny komponent protezy może zinterpretować. Gdy pacjent aktywuje wybrane grupy mięśniowe, elektrody powierzchniowe wykrywają tę aktywność. MyoSense przetwarza sygnał wejściowy i wysyła odpowiadający mu sygnał wyjściowy o napięciu od 0 V do 5 V do podłączonego urządzenia.

Ta metoda sterowania proporcjonalnego oznacza, że siła sygnału sterującego odzwierciedla poziom dobrowolnego skurczu mięśni. Jakość rezultatu zależy od odpowiedniego doboru pacjenta, rozmieszczenia elektrod, integracji z lejem protezowym, konfiguracji urządzenia i dopasowania klinicznego.

W systemie bionicznej dłoni robotycznej MyoSense nie jest widocznym urządzeniem końcowym. Przetwarza on aktywność mięśniową i dostarcza sygnały sterujące, które pozwalają kompatybilnej dłoni lub innemu komponentowi kończyny górnej reagować na dobrowolne skurcze mięśni.

Które funkcje MyoSense wspierają indywidualne dopasowanie?

MyoSense oferuje kilka regulowanych funkcji oraz opcji monitorowania, które klinicyści mogą wykorzystać do skonfigurowania sterowania dla indywidualnego pacjenta.

Cyfrowo regulowane wzmocnienie

Klinicyści mogą regulować wzmocnienie, aby dostosować je do indywidualnego poziomu dobrowolnego skurczu mięśni pacjenta. Pomaga to dopasować sygnał sterujący do aktywności mięśniowej dostępnej podczas dopasowania.

Regulowane wygładzanie sygnału

Regulowany filtr sygnału sterującego może przeciwdziałać nagłym skokom i drżeniom sygnału wyjściowego. Zgodnie z instrukcją produktu, filtrowanie to ma na celu ograniczenie niezamierzonej aktywacji protezy i ułatwienie pacjentowi utrzymania stabilniejszego sygnału sterującego przy jednoczesnym zachowaniu niskiego opóźnienia sterowania.

Ocena kontaktu ze skórą w czasie rzeczywistym

MyoSense ocenia jakość kontaktu między każdą parą elektrod a skórą pacjenta. System zgłasza wynik jako Dobry, Średni, Słaby lub Brak kontaktu. Klinicyści mogą wykorzystać te informacje jako wskaźnik dopasowania elektrod i ewentualnej potrzeby przygotowania skóry.

Jeśli system wykryje brak kontaktu, wyłącza odpowiednie wyjście. Ma to na celu zapobieganie niezamierzonym ruchom po zdjęciu protezy.

Konfiguracja za pomocą Platformy Cyfrowej Aether

MyoSense łączy się z Platformą Cyfrową Aether poprzez technologię Bluetooth Low Energy w celu regulacji i strojenia. W aplikacji internetowej wykwalifikowani i certyfikowani protetycy lub klinicyści mogą monitorować sygnały EMG w czasie rzeczywistym, sprawdzać jakość kontaktu elektrod ze skórą i dostosowywać parametry funkcji MyoSense.

Konfiguracja może odbywać się w klinice lub zdalnie. Połączenie Bluetooth można ustanowić przez maksymalnie 10 minut po włączeniu systemu. Bluetooth wyłącza się po 10 minutach bezczynności w celu oszczędzania energii, dlatego w razie potrzeby przed kolejną próbą połączenia należy zresetować zasilanie systemu.

Jak MyoSense pasuje do systemu bionicznego ramienia?

MyoSense jest przeznaczony do użytku z elektronicznie sterowanymi protezami kończyn górnych od Aether Biomedical oraz innych producentów, w tym z dłońmi, chwytakami, rotatorami nadgarstka, łokciami i innymi kompatybilnymi komponentami.

Podłączone urządzenie musi akceptować sygnał sterujący 0 V do 5 V, korzystać z uniwersalnego złącza 3-pinowego i być częścią konfiguracji, która zapewnia pętlę zwrotną zasilania dla urządzenia sterującego.

Oba 3-pinowe złącza MyoSense muszą być podłączone do tego samego źródła zasilania, aby urządzenie mogło się włączyć. System jest kompatybilny z akumulatorami 2S LiPo przeznaczonymi do protez kończyn górnych, o napięciu znamionowym od 7,2 V do 7,4 V i napięciu pełnego naładowania od 8,4 V do 8,6 V.

Dla klinicysty planującego konfigurację bionicznego ramienia wymagania te stanowią jasne ramy kompatybilności. Każdy kompletny system musi być nadal oceniany i dopasowywany przez wykwalifikowany personel zgodnie z instrukcjami wszystkich podłączonych komponentów.

Dlaczego rozmieszczenie elektrod i jakość kontaktu mają znaczenie?

Rozmieszczenie elektrod wpływa bezpośrednio na akwizycję sygnału. MyoSense wykorzystuje pięć elektrod kopułkowych: dwie pary różnicowe i jedną elektrodę referencyjną.

Pary różnicowe powinny najlepiej przebiegać wzdłuż osi podłużnej kończyny i pokrywać się z przebiegiem włókien mięśniowych. Elektroda referencyjna powinna znajdować się w pobliżu elektrod różnicowych, najlepiej w połowie drogi między nimi, w obszarze o niskiej aktywności mięśniowej.

Instrukcja zaleca unikanie wyniosłości kostnych i wrażliwych tkanek. Sugeruje się również rozpoczęcie od odległości około 30 mm między elektrodami w parze różnicowej. Szerszy rozstaw może generować silniejsze sygnały, ale może również zwiększyć przenikanie sygnałów (crosstalk) między kanałami.

MyoSense jest przeznaczony do użytku z elektrodami kopułkowymi Coapt ControlSeal w rozmiarach standardowym lub dużym. Instalacja, obsługa i czyszczenie elektrod powinny być zgodne z dokumentacją producenta elektrod.

Te szczegóły są ważne, ponieważ zrobotyzowana dłoń może reagować tylko na sygnały dostępne dla szerszego systemu protezy. Staranne pozycjonowanie elektrod, bezpieczne połączenia i zweryfikowany kontakt ze skórą dają klinicyście solidniejszą podstawę do konfiguracji.

Kto może być brany pod uwagę do zastosowania MyoSense?

Instrukcja wskazuje MyoSense dla osób po amputacji poniżej łokcia lub powyżej łokcia, z wyłuszczeniem w stawie barkowym lub promieniowo-nadgarstkowym bądź z wrodzonym brakiem kończyny górnej. Może być stosowany przy amputacji jednostronnej lub dwustronnej i jest zalecany dla osób obu płci w wieku od 14 do 75 lat.

Pacjent musi być w stanie wygenerować wystarczające dobrowolne skurcze mięśni do sterowania protezą, rozumieć informacje dotyczące użytkowania i bezpieczeństwa oraz stosować się do tych wskazówek. Ostateczna decyzja o tym, czy MyoSense jest odpowiedni, należy do wykwalifikowanego personelu medycznego.

MyoSense jest urządzeniem przeznaczonym dla jednego pacjenta i jest zaprojektowany do aktywności o stopniu łagodnym do umiarkowanego. Nie wolno go używać do prowadzenia pojazdów silnikowych, obsługi ciężkiego sprzętu, maszyn przemysłowych, urządzeń z napędem silnikowym, broni palnej ani innej broni. Nie jest również przeznaczony do zadań o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa ani do czynności, od których zależy życie lub zdrowie.

Co klinicyści powinni wiedzieć o niezawodności, pielęgnacji i codziennym użytkowaniu?

MyoSense jest zgodny z normą IEC 60601-1-2 w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej i posiada stopień ochrony IP67. Instrukcja nadal jednak wymaga ostrożnego obchodzenia się z urządzeniem i ochrony przed nadmiernym naprężeniem kabli, silnymi rozpuszczalnikami, długotrwałym narażeniem na promieniowanie ultrafioletowe, silnymi polami magnetycznymi, wysokim napięciem oraz zakłóceniami elektromagnetycznymi.

Jeśli istnieje podejrzenie, że do leja przedostał się płyn, użytkownik powinien wyłączyć zasilanie, zdjąć system protezy, zaprzestać jego używania i osuszyć dostępne części czystą ściereczką bawełnianą lub z mikrofibry. Następnie należy pozostawić system do całkowitego wyschnięcia w dobrze wentylowanym miejscu o niskiej wilgotności. Nie należy wystawiać go na bezpośrednie działanie promieni słonecznych ani w pobliże źródeł nadmiernego ciepła.

System jest objęty dwuletnią standardową gwarancją obejmującą wady materiałowe i wykonawcze. Jest zaprojektowany na trzyletni okres żywotności urządzenia przy typowym użytkowaniu klinicznym i prawidłowej obsłudze.

Najczęściej zadawane pytania

Czy Aether MyoSense to bioniczna dłoń?

Nie. MyoSense to urządzenie do akwizycji i przetwarzania sygnałów EMG, a nie proteza dłoni. Współpracuje z odpowiednimi komponentami kończyny górnej, tworząc kompletny system protezy, i może dostarczać proporcjonalne sygnały sterujące do kompatybilnej dłoni lub innego urządzenia końcowego.

Czy MyoSense może być używany z bioniczną protezą dłoni innego producenta?

MyoSense został zaprojektowany z myślą o kompatybilności z elektronicznie sterowanymi komponentami kończyn górnych firmy Aether Biomedical oraz innych producentów, które akceptują sygnały sterujące o napięciu od 0 V do 5 V.

Konfiguracja musi również zapewniać pętlę zwrotną zasilania i wykorzystywać uniwersalne złącze 3-pinowe. Wykwalifikowany klinicysta musi potwierdzić kompatybilność kompletnego systemu.

Jakie sygnały mięśniowe mierzy MyoSense?

MyoSense mierzy aktywność mięśni szkieletowych za pomocą powierzchniowego EMG. Jego dwa niezależne kanały przetwarzają dobrowolne skurcze mięśni pacjenta na dwa oddzielne analogowe sygnały sterujące.

Jak konyfikuje się MyoSense?

Wykwalifikowani i certyfikowani klinicyści lub protetycy konfigurują MyoSense za pomocą aplikacji internetowej w Platformie Cyfrowej Aether. Mogą oni monitorować sygnały EMG w czasie rzeczywistym, oceniać kontakt elektrod ze skórą i dostosowywać parametry funkcji urządzenia w klinice lub zdalnie.

Co się stanie, jeśli elektroda straci kontakt ze skórą?

MyoSense zgłasza kontakt pary elektrod jako Dobry, Średni, Słaby lub Brak kontaktu. W przypadku wykrycia braku kontaktu, odpowiednie wyjście zostaje wyłączone, co pomaga zapobiegać niezamierzonemu ruchowi zdjętej protezy.

Czy MyoSense jest odpowiedni dla każdego użytkownika bionicznego ramienia?

Nie. Pacjent musi być w stanie generować wystarczające dobrowolne skurcze mięśni oraz rozumieć i stosować wskazówki dotyczące użytkowania i bezpieczeństwa produktu.

Instrukcja określa również docelowy przedział wiekowy i wymienia przeciwwskazania. Ostateczną decyzję o kwalifikacji podejmuje wykwalifikowany personel medyczny.

Czy MyoSense jest wodoodporny?

Aether MyoSense posiada stopień ochrony IP67 i jest zabezpieczony przed wnikaniem wody. Jednakże płyn może wpływać na jakość sygnału. W przypadku podejrzenia przedostania się płynu do leja należy wyłączyć zasilanie, zdjąć system protezy, zaprzestać jego używania, osuszyć wszystkie dostępne komponenty czystą bawełnianą ściereczką lub ściereczką z mikrofibry i pozwolić systemowi całkowicie wyschnąć w dobrze wentylowanym otoczeniu o niskiej wilgotności. Nie należy wystawiać go na bezpośrednie działanie promieni słonecznych ani nadmiernego ciepła.

Podsumowanie: Dostosuj sterowanie protezą do indywidualnych potrzeb

Aether MyoSense daje klinicystom precyzyjny zestaw narzędzi do przekładania dobrowolnej aktywności mięśniowej na sterowanie kompatybilną protezą kończyny górnej. Jego dwukanałowa architektura, regulowane ustawienia sygnału, monitorowanie jakości kontaktu oraz połączenie z Platformą Cyfrową Aether wspierają proces dopasowania oparty na dostępnych sygnałach mięśniowych pacjenta i wymaganiach kompletnego systemu protezowego.

Klinicystom oceniającym interfejs sterowania EMG dla bionicznej dłoni lub innego elektronicznie sterowanego komponentu kończyny górnej firma Aether Biomedical może zapewnić informacje o produkcie oraz pomoc techniczną.

Skontaktuj się z zespołem Aether Biomedical już dziś, aby omówić MyoSense i jego miejsce w Twojej pracy klinicznej przy dopasowywaniu protez.