Aether MyoSense EMG Control для систем бионических протезов рук

Для того чтобы бионическая рука реагировала на намерения пользователя, протезной системе необходим надежный способ обнаружения и перевода произвольной мышечной активности.

Aether MyoSense — это двухканальная система сбора и обработки сигналов электромиографии (ЭМГ) от компании Aether Biomedical, разработанная для преобразования сокращений скелетных мышц в пропорциональные электрические сигналы управления для совместимых протезов верхних конечностей.

MyoSense не является протезом кисти или целой бионической рукой. Это внешнее устройство управления, используемое с соответствующими компонентами верхних конечностей для формирования полноценного протеза руки. Его роль обособлена, но важна: оно обеспечивает связь между мышечной активностью пациента и электронно-управляемым исполнительным устройством, независимо от того, включает ли установленная система бионический протез кисти, зажим, ротатор запястья, локтевой узел или другой совместимый компонент.

Этот канал управления позволяет совместимому конечному устройству получать электрический сигнал, пропорциональный произвольному сокращению скелетных мышц пациента.

Устройство предназначено для установки квалифицированными и сертифицированными врачами или протезистами. Благодаря двухканальному измерению ЭМГ, регулируемым настройкам сигнала, оценке контакта с кожей, совместимости с протезными компонентами верхних конечностей и подключению к цифровой платформе Aether Digital Platform (ADP), MyoSense предоставляет клиницистам практические инструменты для настройки управления протезом под индивидуального пациента.

Что такое Aether MyoSense?

Aether MyoSense усиливает сигналы, генерируемые произвольными сокращениями скелетных мышц, используя поверхностную электромиографию. Он обрабатывает эти сигналы и выдает электрический выходной сигнал, пропорциональный обнаруженной мышечной активности, позволяя пациенту управлять совместимым протезным конечным устройством.

Устройство имеет два независимых канала измерения ЭМГ. В каждом канале используется пара дифференциальных электродных входов, а пятый опорный электрод поддерживает надлежащую работу системы. Вместе эти входы фиксируют мышечную активность и формируют два отдельных аналоговых сигнала управления.

MyoSense поставляется в одной двухканальной модификации. В комплект входят два 15-сантиметровых универсальных 3-контактных соединительных кабеля и 25-сантиметровые провода для куполообразных электродов. Размеры основного блока составляют 50 мм на 17,5 мм на 7 мм.

Как MyoSense поддерживает управление роборукой?

MyoSense обеспечивает управление роботизированной рукой, преобразуя произвольные мышечные сокращения в электрические сигналы, которые может интерпретировать совместимый протезный компонент. Когда пациент задействует выбранные группы мышц, поверхностные электроды регистрируют эту активность. MyoSense обрабатывает входной сигнал и отправляет соответствующий выходной сигнал от 0 В до 5 В на подключенное устройство.

Этот метод пропорционального управления означает, что сила управляющего сигнала отражает уровень произвольного мышечного сокращения. Качество результата зависит от правильного подбора пациента, размещения электродов, интеграции в гильзу, конфигурации устройства и клинической настройки.

В системе бионического робота-протеза кисти MyoSense не является видимым конечным устройством. Он обрабатывает мышечную активность и передает управляющие сигналы, которые позволяют совместимой кисти или другому компоненту верхней конечности реагировать на произвольные мышечные сокращения.

Какие функции MyoSense поддерживают индивидуальную настройку?

MyoSense предлагает несколько регулируемых и контролируемых функций, которые клиницисты могут использовать для настройки управления под конкретного пациента.

Цифровая регулировка усиления

Клиницисты могут настраивать усиление в соответствии с индивидуальным уровнем произвольного мышечного сокращения пациента. Это помогает сопоставить управляющий сигнал с мышечной активностью, доступной во время примерки.

Регулируемое сглаживание сигнала

Регулируемый фильтр управляющего сигнала позволяет компенсировать внезапные всплески и тремор на выходе. Согласно инструкции к изделию, эта фильтрация предназначена для снижения вероятности непреднамеренной активации протеза и помогает пациенту поддерживать более стабильный управляющий сигнал при сохранении низкой задержки управления.

Оценка контакта с кожей в реальном времени

MyoSense оценивает качество контакта между каждой парой электродов и кожей пациента. Система сообщает о результате как об Отличном, Среднем, Плохом или Отсутствующем контакте (No-contact). Клиницисты могут использовать эту информацию как показатель прилегания электродов и возможной необходимости подготовки кожи.

Если система обнаруживает отсутствие контакта (No-contact), она отключает соответствующий выход. Это сделано для того, чтобы предотвратить непреднамеренное движение, когда протез снят.

Настройка через цифровую платформу Aether Digital Platform

MyoSense подключается к цифровой платформе Aether Digital Platform по протоколу Bluetooth Low Energy для регулировки и настройки. В веб-приложении квалифицированные и сертифицированные протезисты или врачи могут отслеживать ЭМГ-сигналы в режиме реального времени, проверять качество контакта электродов с кожей и настраивать параметры функций MyoSense.

Настройка может происходить в клинике или удаленно. Bluetooth-соединение может быть установлено в течение 10 минут после включения системы. Bluetooth отключается после 10 минут бездействия для экономии энергии, поэтому перед следующей попыткой подключения при необходимости необходимо перезапустить питание системы.

Как MyoSense встраивается в систему бионической руки?

MyoSense разработан для использования с электронно-управляемыми протезами верхних конечностей от Aether Biomedical и сторонних производителей, включая кисти, зажимы, ротаторы запястья, локтевые узлы и другие совместимые компоненты.

Подключенное устройство должно принимать управляющий сигнал от 0 В до 5 В, использовать универсальное 3-контактное соединение и быть частью схемы, обеспечивающей обратную петлю питания для устройства управления.

Для включения устройства оба 3-контактных разъема MyoSense должны быть подключены к одному источнику питания. Система совместима с аккумуляторными системами 2S LiPo, предназначенными для протезов верхних конечностей, с номинальным напряжением от 7,2 В до 7,4 В и напряжением полной зарядки от 8,4 В до 8,6 В.

Для врача, планирующего конфигурацию бионической руки, эти требования определяют четкие рамки совместимости. Каждая готовая система все равно должна оцениваться и настраиваться квалифицированным персоналом с использованием инструкций для всех подключенных компонентов.

Почему важны размещение электродов и качество контакта?

Размещение электродов напрямую влияет на сбор сигнала. MyoSense использует пять куполообразных электродов: две дифференциальные пары и один опорный электрод.

Дифференциальные пары предпочтительно должны следовать продольной оси конечности и выравниваться по направлению мышечных волокон. Опорный электрод должен располагаться вблизи дифференциальных электродов, желательно посередине между ними, в зоне с низкой мышечной активностью.

В инструкции рекомендуется избегать костных выступов и чувствительных тканей. Также предлагается начинать с расстояния примерно 30 мм между электродами в дифференциальной паре. Более широкое расстояние может генерировать более сильные сигналы, но также может увеличить взаимные помехи между каналами.

MyoSense предназначен для использования с куполообразными электродами Coapt ControlSeal стандартного или большого размера. Установка, обращение и очистка электродов должны осуществляться в соответствии с документацией производителя электродов.

Эти детали важны, поскольку роботизированная рука может реагировать только на те сигналы, которые доступны системе протеза в целом. Тщательное позиционирование электродов, надежные соединения и проверенный контакт с кожей дают врачу более прочную основу для настройки.

Кому может быть рекомендован MyoSense?

Согласно инструкции, MyoSense показан людям с ампутацией ниже или выше локтя, вычленением плеча или запястья, а также с врожденным недоразвитием верхних конечностей. Он может использоваться при односторонней или двусторонней ампутации и рекомендуется для пациентов любого пола в возрасте от 14 до 75 лет.

Пациент должен быть способен генерировать достаточные произвольные мышечные сокращения для управления протезом, понимать информацию по использованию и безопасности и применять эти рекомендации. Окончательное решение о целесообразности использования MyoSense остается за квалифицированным медицинским персоналом.

MyoSense является устройством для индивидуального использования и рассчитан на легкую и умеренную активность. Запрещается использовать его для управления автотранспортом, тяжелой техникой, промышленными машинами, оборудованием с моторным приводом, огнестрельным или иным оружием. Он также не предназначен для задач, критически важных для безопасности, или видов деятельности, от которых зависит жизнь или здоровье.

Что клиницистам следует знать о надежности, уходе и повседневном использовании?

MyoSense соответствует стандарту IEC 60601-1-2 по электромагнитной совместимости и имеет класс защиты IP67. Тем не менее, инструкция требует бережного обращения и защиты от чрезмерного натяжения кабеля, сильных растворителей, длительного воздействия ультрафиолета, сильных магнитных полей, высокого напряжения и электромагнитных помех.

При подозрении на попадание жидкости внутрь гильзы пользователю следует отключить источник питания, снять протезную систему, прекратить ее использование и протереть доступные части чистой хлопчатобумажной тканью или микрофиброй. Затем системе необходимо дать полностью высохнуть в хорошо проветриваемом помещении с низкой влажностью. Не следует размещать ее под прямыми солнечными лучами или вблизи источников сильного тепла.

На систему предоставляется стандартная двухлетняя гарантия, покрывающая дефекты материалов и сборки. Срок службы устройства рассчитан на три года при типичном клиническом использовании и надлежащем обращении.

Часто задаваемые вопросы

Является ли Aether MyoSense бионической рукой?

Нет. MyoSense — это устройство для сбора и обработки ЭМГ-сигналов, а не протез кисти. Оно работает с соответствующими компонентами верхних конечностей, образуя целостную протезную систему, и может передавать пропорциональные сигналы управления на совместимую кисть или другое конечное устройство.

Можно ли использовать MyoSense с бионической рукой другого производителя?

MyoSense разработан для совместимости с электронно-управляемыми компонентами верхних конечностей Aether Biomedical и сторонних производителей, которые принимают управляющие сигналы от 0 В до 5 В.

Схема подключения также должна обеспечивать обратную петлю питания и использовать универсальный 3-контактный разъем. Квалифицированный врач должен подтвердить совместимость всей системы в сборе.

Какие мышечные сигналы измеряет MyoSense?

MyoSense измеряет активность скелетных мышц с помощью поверхностной ЭМГ. Его два независимых канала преобразуют произвольные мышечные сокращения пациента в два отдельных аналоговых сигнала управления.

Как настраивается MyoSense?

Квалифицированные и сертифицированные врачи или протезисты настраивают MyoSense через веб-приложение на цифровой платформе Aether Digital Platform. Они могут отслеживать ЭМГ-сигналы в реальном времени, оценивать контакт электродов с кожей и настраивать параметры функций устройства как в клинике, так и удаленно.

Что произойдет, если электрод потеряет контакт с кожей?

MyoSense классифицирует контакт пары электродов как Отличный, Средний, Плохой или Отсутствующий (No-contact). При обнаружении отсутствия контакта соответствующий выход отключается для предотвращения непреднамеренного движения снятого протеза.

Подходит ли MyoSense каждому пользователю бионической руки?

Нет. Пациент должен быть способен генерировать достаточные произвольные мышечные сокращения, а также понимать и применять указания по использованию и безопасности изделия.

В инструкции также определен целевой возрастной диапазон и перечислены противопоказания. Окончательное решение о пригодности принимает квалифицированный медицинский персонал.

Является ли MyoSense водонепроницаемым?

Aether MyoSense имеет степень защиты IP67 и защищен от проникновения воды. Однако жидкость может повлиять на качество сигнала. При подозрении на попадание жидкости внутрь гильзы отключите источник питания, снимите протезную систему, прекратите ее использование, насухо протрите все доступные компоненты чистой хлопчатобумажной тканью или микрофиброй и дайте системе полностью высохнуть в хорошо проветриваемом помещении с низкой влажностью. Не подвергайте устройство воздействию прямых солнечных лучей или избыточного тепла.

Заключение: Создание системы управления протезом вокруг индивидуальных особенностей

Aether MyoSense предоставляет клиницистам специализированный набор инструментов для перевода произвольной мышечной активности в команды управления совместимым протезом верхней конечности. Его двухканальная архитектура, регулируемые настройки сигналов, мониторинг качества контакта и подключение к цифровой платформе Aether Digital Platform поддерживают процесс подгонки, ориентированный на доступные мышечные сигналы пациента и требования всей протезной системы в целом.

Для специалистов, оценивающих интерфейс ЭМГ-управления для бионической руки или другого электронно-управляемого компонента верхней конечности, компания Aether Biomedical готова предоставить информацию о продукте и техническую поддержку.

Свяжитесь с командой Aether Biomedical сегодня, чтобы обсудить MyoSense и его место в вашей клинической практике протезирования.