水の入ったグラスに手を伸ばすロボットハンド。
ヒューストン大学
この物語は、再生医療の現在の進歩に関するシリーズの一部です。 この記事では、人工装具の感覚フィードバックの進歩について説明します。
1999 年、私は再生医療を、病気によって損傷したり、外傷によって傷ついたり、時間の経過によって摩耗したりした組織や器官に正常な機能を回復させる一連の介入であると定義しました。 私は、その目標を達成するための化学、遺伝子、タンパク質ベースの医薬品、細胞ベースの治療、生体力学的介入のあらゆる範囲を含めます。
新しい義肢技術により、切断者はリアルタイムの温度感覚を感じることができるようになるかもしれません。 のための研究で とジョナサン・ムハイム博士と同僚 Neuro-X Institute の研究者らは、切断者に制御されたファントム熱感覚を提供するための触覚システムについて説明しています。 このシステムは市販の義肢に組み込むことができ、切断者がリアルタイムで器用な熱感覚を体験できるようになります。 ここでは、彼らの発見を分析し、それが義肢開発の将来にどのような影響を与える可能性があるかについて議論します。
米国だけでも、41,000人以上が上腕切断者となり、片手または両手を使わずに生活を送っています。 上肢の喪失に伴う機械的な問題の他に、熱的な問題もあります。 料理をするときや子供の体温を測るときなど、手や指を体温計として使用する頻度を考えてみましょう。
興味深いことに、切断者が手を失うと、幻手症候群の一部として温熱感覚の痕跡が残ることがよくあります。幻手症候群では、手を失った後も手の感覚に関連する神経が活動し続けます。
ムハイム博士らは、これらの幻の熱感覚をモニタリングすることで、残存腕を刺激し、義手から人工的な温度触覚を生成する、MiniTouch と呼ばれる個人化されたシステムを開発しました。
研究者らは130日間にわたり、手を使わずに57歳の男性患者の仮想温度感覚を20年間綿密に監視した。 研究者らは130日間で、残存腕の神経終末に仮想の熱感覚をマッピングした。
図 1: 残存アームの熱マッピング
ムハイムら。
そこから、彼らはサーマル マップ MiniTouch システムを統合し、義手のアクティブなサーマル スキン センサーに接続しました。 義足が冷たい物に触れると、ミニタッチは断端の冷たさに関連する部分を刺激し、温度感覚を脳に伝えます。
主な要素。 (1) アクティブ サーマル スキン (ATS) センサー、(2) ハウジングにはシステム コントローラーと充電式バッテリー、(3) サーマル ディスプレイが含まれています。Muheim et al.
システムの品質をテストするために、研究者らは温度識別、材料識別、身体接触などのいくつかのテストを実施しました。
温度の識別は、切断者に冷水、室温、または温水を入れたボトルの義足を閉めてもらい、参加者にどれがどれであるかを識別してもらいました。 10 回のランダム化を通じて、参加者は 100% 正確でした。 対照的に、MiniTouch がオフの場合、精度は 33% に低下しました。
材料の識別は、参加者に、銅、ガラス、プラスチックのいずれであるか、温度の区別のみをガイドとして使用して、手で掴んだ材料を識別するように依頼することによってテストされました。 彼の得点は 67% に過ぎませんでしたが、これは無傷の腕の得点と一致し、同様のパフォーマンスを示しました。 同様に、参加者は 4 本の腕 (本物の腕が 2 本、義肢が 1 本、ゴムが 1 本) に触れるように求められました。 表面温度差を利用した場合、参加者の歩留まりは 80% でしたが、これは無傷の腕の 100% マークを下回っていました。
私が MiniTouch の最も重要な側面だと思うのは、その統合の大きな利点です。 このシステムは補綴物として設計されているのではなく、既存の補綴物に追加するものとして設計されています。 これにより、コストが制限され、すでに好みの補綴物を持っている人にとってのアクセシビリティが向上します。
さらに、触覚の回復には感情的な側面もあります。 一部の人にとって、子供の体温を測ったり、皮膚を触ったり、熱を伝えたりすることは、感情の交流です。 切断者が失うものは付属肢だけではありません。 彼らはしばしば社会的偏見やつながりの欠如に直面します。 MiniTouch は、失われたものの一部を取り戻す機会です。
再生医療の最終目標は、現代医療時代の進歩を利用して、かつては不可能と考えられていた方法で健康とウェルネスを回復することです。 MiniTouch はその顕著な例であり、近い将来のさらなる発展に大いに期待しています。
このシリーズの続きを読みたい場合は、次のサイトをご覧ください。 www.williamhaseltine.com
私は科学者、実業家、作家、そして慈善家です。 20年近くにわたり、私はハーバード大学医学部とハーバード公衆衛生大学院で教授を務め、そこで生化学薬理学部門とヒトレトロウイルス部門という2つの学術研究部門を設立しました。 私はおそらく、がん、HIV/AIDS、ゲノミクス、そして今日では新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) に関する研究で最もよく知られています。 私の自伝、 私の生涯にわたる闘病今年10月に刊行。 私は、今日の最大の健康課題に対する革新的な解決策を促進するために私が設立した非営利団体、ACCESS Health International の会長兼社長を務めています。 Forbes.com での私の各記事は、特定のヘルスケアの課題に焦点を当て、すべての人の利益のためにそれらの課題を克服するためのベスト プラクティスと革新的なソリューションを提供します。
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2024-02-23 17:16:27