Sensor Magnetik Tawarkan Presisi Tingkat Tinggi untuk Kontrol Anggota Prostetik
Bagi orang dengan anggota prostetik, salah satu tantangan terbesar adalah mengontrol prostesis sehingga bergerak sama seperti anggota alami. Sebagian besar anggota prostetik dikontrol menggunakan elektromiografi — cara merekam aktivitas listrik dari otot — tetapi pendekatan ini hanya memberikan kontrol terbatas dari prostesis.
Peneliti mengembangkan pendekatan alternatif yang dapat menawarkan kontrol yang jauh lebih presisi dari anggota prostetik. Setelah memasukkan beads magnetik kecil ke dalam jaringan otot di dalam residuam yang diampasi, mereka dapat mengukur panjang otot saat berkontraksi secara presisi dan umpan balik ini dapat diroelay ke prosesa bionik dalam milidetik. Strategi, disebut magnetomicrometry (MM), dapat memberikan pengukuran otot yang cepat dan akurat.
Dengan perangkat prostetik yang ada, pengukuran listrik otot seseorang diperoleh menggunakan elektroda yang dapat dipasang pada permukaan kulit atau secara bedah ditanamkan dalam otot. Prosedur terakhir sangat invasif dan mahal tetapi memberikan pengukuran yang cukup akurat. Dalam keduanya, elektromiografi (EMG) hanya memberikan informasi tentang aktivitas listrik otot, bukan panjang atau kecepatannya.
Strategi baru didasarkan pada ide bahwa jika sensor dapat mengukur apa yang dilakukan otot, pengukuran tersebut akan menawarkan kontrol yang lebih presisi dari prosesa. Untuk mencapai hal ini, peneliti memasukkan pasang magnet ke dalam otot. Dengan mengukur bagaimana magnet bergerak relatif satu sama lain, mereka dapat menghitung seberapa banyak otot berkontraksi dan kecepatan kontraksi.
Untuk kontrol anggota prostetik, pengukuran ini dapat diinput ke dalam model komputer yang memprediksi di mana anggota phantom pasien akan berada di ruang, berdasarkan kontraksi otot yang tersisa. Strategi ini akan mengarahkan perangkat prostetik untuk bergerak seperti yang diinginkan pasien, cocok dengan gambar mental yang mereka miliki tentang posisi anggota mereka. Dengan pemodelan matematika seluruh anggota, peneliti dapat menghitung posisi dan kecepatan target sendi prosesa yang akan dikontrol dan kemudian pengontrol robotik sederhana dapat mengontrol sendi tersebut.
Peneliti menganggap sensor yang digunakan untuk mengontrol anggota prostetik dapat ditempatkan pada pakaian, dilekatkan pada permukaan kulit, atau dipasang di luar prostesis.
MM juga dapat digunakan untuk meningkatkan kontrol otot yang dicapai dengan teknik yang disebut stimulasi elektrik fungsional, yang sekarang digunakan untuk membantu memulihkan mobilitas pada orang dengan cedera tulang belakang. Penggunaan lain yang mungkin untuk jenis kontrol magnetik ini adalah untuk memandu eksoskelet robotik, yang dapat dipasang pada pergelangan kaki atau sendi lain untuk membantu orang yang telah mengalami stroke atau mengalami jenis kelemahan otot lainnya.
Esensialnya, magnet dan eksoskelet bertindak sebagai otot buatan yang akan memperkuat keluaran otot biologis di anggota yang terkena stroke. Keuntungan lain dari pendekatan MM adalah invasifnya minimal. Setelah ditanamkan dalam otot, beads dapat tetap di tempat seumur hidup tanpa perlu diganti.
