Sterowanie EMG Aether MyoSense dla bionicznych protez rąk

Aby bioniczna dłoń mogła reagować na intencje użytkownika, system protetyczny potrzebuje niezawodnego sposobu wykrywania i tłumaczenia 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 urządzeń protetycznych kończyn górnych.

MyoSense nie jest dłonią protetyczną ani kompletnym ramieniem bionicznym. Jest to zewnętrzne urządzenie sterujące używane z odpowiednimi komponentami kończyn górnych w celu utworzenia kompletnej protezy ramienia. Jego rola jest odrębna, ale zasadnicza: zapewnia połączenie między aktywnością mięśniową pacjenta a sterowanym elektronicznie urządzeniem końcowym, niezależnie od tego, czy dopasowany system obejmuje bioniczną dłoń protetyczną, chwytak, rotator nadgarstka, łokieć czy inny kompatybilny komponent.

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

Urządzenie jest przeznaczone do dopasowania przez wykwalifikowanych i certyfikowanych klinicystów lub protetyków. Poprzez dwukanałowy pomiar EMG, regulowane ustawienia sygnału, ocenę kontaktu ze skórą, kompatybilność z komponentami protetycznymi kończyn górnych oraz połączenie z Cyfrową Platformą Aether (ADP), MyoSense daje klinicystom praktyczne narzędzia do konfiguracji sterowania protezą wokół indywidualnego pacjenta.

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 protetycznym urządzeniem końcowym.

Urządzenie posiada dwa niezależne kanały pomiarowe EMG. Każdy kanał wykorzystuje parę różnicowych wejść elektrodowych, podczas gdy 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 dwukanałowym wariancie. Zawiera dwa 15-centymetrowe uniwersalne 3-pinowe kable połączeniowe i 25-centymetrowe przewody elektrod kopułkowych. Jednostka główna ma wymiary 50 mm na 17,5 mm na 7 mm.

W jaki sposób MyoSense wspiera sterowanie zrobotyzowaną dłonią?

MyoSense wspiera sterowanie zrobotyzowaną dłonią poprzez konwersję dobrowolnych skurczów mięśni na sygnały elektryczne, które kompatybilny komponent protetyczny może zinterpretować. Gdy pacjent aktywuje wybrane grupy mięśniowe, elektrody powierzchniowe wykrywają tę aktywność. MyoSense przetwarza sygnał wejściowy i wysyła odpowiedni sygnał wyjściowy 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, 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 i funkcji monitorowania, których klinicyści mogą użyć do skonfigurowania sterowania dla indywidualnego pacjenta.

Cyfrowo regulowane wzmocnienie

Klinicyści mogą dostosować wzmocnienie 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 na wyjściu. Zgodnie z instrukcją produktu, filtrowanie to ma na celu zmniejszenie niezamierzonej aktywacji urządzenia protetycznego i pomoc pacjentowi w utrzymaniu stabilniejszego sygnału sterującego przy 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, gdy proteza została zdjęta.

Konfiguracja poprzez Cyfrową Platformę Aether

MyoSense łączy się z Cyfrową Platformą Aether za pośrednictwem 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 gabinecie lub zdalnie. Połączenie Bluetooth można ustanowić do 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 zrestartować zasilanie systemu.

Jak MyoSense pasuje do systemu bionicznego ramienia?

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

Podłączone urządzenie musi akceptować sygnał sterujący od 0 V do 5 V, korzystać z uniwersalnego połączenia 3-pinowego i być częścią konfiguracji zapewniającej pętlę zwrotną zasilania (power loop-back) 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 nominalnym 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 dla wszystkich podłączonych komponentów.

Dlaczego umiejscowienie elektrod i jakość kontaktu mają znaczenie?

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

Pary różnicowe powinny najlepiej biec wzdłuż osi podłużnej kończyny i być wyrównane z włóknami mięśniowymi. 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 również rozpoczęcie od odległości około 30 mm między elektrodami w parze różnicowej. Szersze rozstawienie może generować silniejsze sygnały, ale może również zwiększyć przesłuchy między kanałami.

MyoSense jest przeznaczony do użytku z elektrodami kopułkowymi Coapt ControlSeal w rozmiarach standardowych lub dużych. 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 protetycznego. Staranna instalacja elektrod, bezpieczne połączenia i zweryfikowany kontakt ze skórą dają klinicyście solidniejszą podstawę do konfiguracji.

Kto może być brany pod uwagę do korzystania z MyoSense?

Instrukcja wskazuje MyoSense dla osób po amputacji poniżej lub powyżej łokcia, z wyłuszczeniem w stawie ramiennym lub nadgarstkowym, bądź z wrodzonym brakiem kończyny górnej. Może być stosowany przy amputacji jednostronnej lub obustronnej 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 do aktywności o stopniu łagodnym do umiarkowanego. Nie wolno go używać do obsługi pojazdów silnikowych, ciężkiego sprzętu, maszyn przemysłowych, urządzeń napędzanych silnikiem, broni palnej ani innej broni. Nie jest również przeznaczony do zadań krytycznych 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 wymaga ostrożnego obchodzenia się z urządzeniem i ochrony przed nadmiernym naprężeniem kabli, silnymi rozpuszczalnikami, długotrwałym narażeniem na promieniowanie ultrafioletowe, silnymi polami magnetycznymi, wysokim napięciem i zakłóceniami elektromagnetycznymi.

Jeśli do wnętrza leja mogła przedostać się ciecz, użytkownik powinien wyłączyć zasilanie, zdjąć system protetyczny, zaprzestać jego używania i osuszyć dostępne części czystą bawełnianą ściereczką lub ściereczką z mikrofibry. Następnie należy pozwolić systemowi całkowicie wyschnąć w dobrze wentylowanym miejscu o niskiej wilgotności. Nie należy go umieszczać w bezpośrednim świetle słonecznym ani w pobliżu źródeł nadmiernego ciepła.

System jest objęty dwuletnią standardową gwarancją obejmującą wady materiałowe i wykonawcze. Został zaprojektowany z myślą o trzyletnim okresie eksploatacji urządzenia przy typowym użytkowaniu klinicznym i właściwej obsłudze.

Często zadawane pytania

Czy Aether MyoSense to bioniczna dłoń?

Nie. MyoSense to urządzenie do akwizycji i przetwarzania sygnałów EMG, a nie dłoń protetyczna. Współpracuje z odpowiednimi komponentami kończyn górnych w celu utworzenia kompletnego systemu protetycznego i może dostarczać proporcjonalne sygnały sterujące do kompatybilnej dłoni lub innego urządzenia końcowego.

Czy MyoSense może być używany z bioniczną dłonią protetyczną innego producenta?

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

Konfiguracja musi również zapewniać pętlę zwrotną zasilania (power loop-back) 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 konfigurowany jest MyoSense?

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

Co się stanie, jeśli elektroda straci kontakt ze skórą?

MyoSense zgłasza kontakt pary elektrod jako Dobry, Średni, Słaby lub Brak kontaktu. Jeśli wykryje Brak kontaktu, odpowiednie wyjście zostanie wyłączone, aby zapobiec niezamierzonemu ruchowi zdjętej protezy.

Czy MyoSense jest odpowiedni dla każdego użytkownika bionicznego ramienia?

Nie. Pacjent musi być w stanie wygenerować wystarczające dobrowolne skurcze mięśni oraz rozumieć i stosować się do wskazówek dotyczących użytkowania i bezpieczeństwa produktu.

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

Czy MyoSense jest wodoodporny?

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

Podsumowanie: Buduj sterowanie protezą wokół pacjenta

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

Klinicyści oceniający interfejs sterowania EMG dla bionicznej dłoni lub innego sterowanego elektronicznie komponentu kończyny górnej mogą uzyskać od firmy Aether Biomedical informacje o produkcie oraz pomoc techniczną.

Skontaktuj się z zespołem Aether Biomedical już dziś, aby omówić MyoSense i jego miejsce w Twoim klinicznym procesie dopasowania.