Un amputé entre dans l'histoire avec le membre prothétique modulaire d'APL

Un homme du Colorado est entré dans l'histoire du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins (APL) lorsqu'il est devenu le premier amputé bilatéral au niveau de l'épaule à porter et contrôler simultanément deux des membres prothétiques modulaires du laboratoire.

Les Baugh, qui a perdu ses deux bras dans un accident électrique il y a 40 ans, a pu faire fonctionner le système en pensant simplement à bouger ses membres, en effectuant diverses tâches au cours d'une courte période d'entraînement. Avant de mettre le système des membres à l'épreuve, Baugh a dû subir une intervention chirurgicale à l'hôpital Johns Hopkins connue sous le nom de réinnervation musculaire ciblée.

"C'est une procédure chirurgicale relativement nouvelle qui réaffecte les nerfs qui contrôlaient autrefois le bras et la main", a expliqué le chirurgien traumatologue de Johns Hopkins Albert Chi, M.D. "En réaffectant les nerfs existants, nous pouvons permettre aux personnes qui ont subi des amputations du haut du bras de contrôler leurs prothèses en pensant simplement à l'action qu'elles souhaitent effectuer."

Après la récupération, Baugh a visité le laboratoire pour une formation sur l'utilisation des MPL. Tout d'abord, il a travaillé avec des chercheurs sur le système de reconnaissance de formes.

"Nous utilisons des algorithmes de reconnaissance de formes pour identifier les muscles individuels qui se contractent, la façon dont ils communiquent entre eux, ainsi que leur amplitude et leur fréquence", a expliqué Chi. "Nous prenons ces informations et les traduisons en mouvements réels au sein d'une prothèse."

Ensuite, Baugh a été équipé d'une douille sur mesure pour son torse et ses épaules, qui soutient les membres prothétiques et établit les connexions neurologiques avec les nerfs réinnervés. Advanced Arm Dynamics, le principal fournisseur national de réhabilitation prothétique complète des membres supérieurs, a conçu et adapté l'emboîture prothétique personnalisée de Baugh.

Au moment où la prise a été terminée, Baugh a déclaré qu'il était plus que prêt à commencer. Quand il a été équipé de l'emboîture et que les membres prothétiques ont été attachés, il a dit: "Je viens d'entrer dans un tout autre monde." Il a déplacé plusieurs objets, y compris une tasse vide d'une hauteur de comptoir à une étagère plus élevée, une tâche qui l'obligeait à coordonner le contrôle de huit mouvements distincts pour terminer.

"Cette tâche simulait des activités qui peuvent être couramment rencontrées dans un environnement quotidien à la maison", a déclaré Courtney Moran d'APL, une prothésiste travaillant avec Baugh. « C'était important car ce n'est pas possible avec les prothèses actuellement disponibles. Il a pu le faire avec seulement 10 jours de formation, ce qui démontre le caractère intuitif du contrôle. »

Moran a déclaré que l'équipe de recherche était stupéfaite par ce que Baugh a pu accomplir.

"Nous nous attendions à ce qu'il dépasse les performances par rapport à ce qu'il pourrait réaliser avec les systèmes conventionnels, mais la vitesse à laquelle il a appris les mouvements et le nombre de mouvements qu'il a pu contrôler en si peu de temps était bien au-delà des attentes", a-t-elle déclaré. ... « Ce qui était vraiment incroyable, et c'était une autre étape importante avec le contrôle MPL, était sa capacité à contrôler une combinaison de mouvements sur les deux bras en même temps. C'était une première pour le contrôle bimanuel simultané. »

Le chercheur principal de RP, Michael McLoughlin, a déclaré : « Je pense que nous ne faisons que commencer. C'est comme les premiers jours d'Internet. Il y a juste un énorme potentiel devant nous, et nous venons de commencer dans cette voie. Et je pense que les cinq à 10 prochaines années vont apporter des progrès phénoménaux. »

La prochaine étape, a déclaré McLoughlin, consiste à renvoyer Baugh chez lui avec une paire de systèmes de membres afin qu'il puisse voir comment ils s'intègrent à sa vie quotidienne.

Baugh attend ce jour avec impatience. "Peut-être que pour une fois, je pourrai mettre de la monnaie dans la machine à pop et en retirer de la pop", a-t-il déclaré. Il a hâte de faire « des choses simples auxquelles la plupart des gens ne pensent pas. Et il est à nouveau disponible pour moi. "

Source : Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

A Colorado man made history at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) when he became the first bilateral shoulder-level amputee to wear and simultaneously control two of the Laboratory’s Modular Prosthetic Limbs.

Les Baugh, who lost both arms in an electrical accident 40 years ago, was able to operate the system by simply thinking about moving his limbs, performing a variety of tasks during a short training period. Before putting the limb system through the paces, Baugh had to undergo a surgery at Johns Hopkins Hospital known as targeted muscle reinnervation.

“It’s a relatively new surgical procedure that reassigns nerves that once controlled the arm and the hand,” explained Johns Hopkins Trauma Surgeon Albert Chi, M.D. “By reassigning existing nerves, we can make it possible for people who have had upper-arm amputations to control their prosthetic devices by merely thinking about the action they want to perform.”

After recovery, Baugh visited the Laboratory for training on the use of the MPLs. First, he worked with researchers on the pattern recognition system.

“We use pattern recognition algorithms to identify individual muscles that are contracting, how well they communicate with each other, and their amplitude and frequency,” Chi explained. “We take that information and translate that into actual movements within a prosthetic.”

Then Baugh was fitted with a custom socket for his torso and shoulders, which supports the prosthetic limbs and makes the neurological connections with the reinnervated nerves. Advanced Arm Dynamics, the nation’s preeminent provider of comprehensive upper-limb prosthetic rehabilitation, designed and fit Baugh’s custom prosthetic socket.

By the time the socket was finished, Baugh said he was more than ready to get started. When he was fitted with the socket, and the prosthetic limbs were attached, he said, “I just went into a whole different world.” He moved several objects, including an empty cup from a counter-shelf height to a higher shelf, a task that required him to coordinate the control of eight separate motions to complete.

“This task simulated activities that may commonly be faced in a day-to-day environment at home,” said APL’s Courtney Moran, a prosthetist working with Baugh. “This was significant because this is not possible with currently available prostheses. He was able to do this with only 10 days of training, which demonstrates the intuitive nature of the control.”

Moran said the research team was floored by what Baugh was able to accomplish.

“We expected him to exceed performance compared to what he might achieve with conventional systems, but the speed with which he learned motions and the number of motions he was able to control in such a short period of time was far beyond expectation,” she said. “What really was amazing, and was another major milestone with MPL control, was his ability to control a combination of motions across both arms at the same time. This was a first for simultaneous bimanual control.”

RP Principal Investigator Michael McLoughlin said “I think we are just getting started. It’s like the early days of the Internet. There is just a tremendous amount of potential ahead of us, and we’ve just started down this road. And I think the next five to 10 years are going to bring phenomenal advancement.”

The next step, McLoughlin said, is to send Baugh home with a pair of limb systems so that he can see how they integrate with his everyday life.

Baugh is looking forward to that day. “Maybe for once I’ll be able to put change in the pop machine and get pop out of it,” he said. He is looking forward to doing “simple things that most people don’t think of. And it’s re-available to me.”

Source: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Note: Content may be edited for style and length.