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Jul 13, 2023

의수를 둘러싼 냉전 군비 경쟁

1961년, 사이버네틱스의 아버지인 노버트 위너(Norbert Wiener)는 엉덩이가 부러져 매사추세츠 종합병원에서 부상을 입었습니다. 위너의 불운은 정형외과 의사와의 유익한 대화로 바뀌었습니다.

1961년 노베르트 위너 사이버네틱스의 아버지인 그는 엉덩이가 부러져 매사추세츠 종합병원에서 부상을 입었습니다. Wiener의 불운은 정형외과 의사인 Melvin Glimcher와의 유익한 대화로 바뀌었습니다. 이러한 대화는 결국 초기 근전위 보철물인 보스턴 암(Boston Arm)이라는 협업과 발명으로 이어졌습니다. 장치의 움직임은 절단 수술을 받은 사람의 잔여 이두근과 삼두근에서 나오는 전기 신호를 사용하여 제어되었습니다.

Wiener는 1950년대 초에 생물학적 신호를 사용하여 보철물을 제어할 수 있다고 처음으로 가정했지만, 이 분야에 대한 연구는 미국에서 번창하지 못했습니다.

사이버네틱스 학자 Norbert Wiener(왼쪽)와 외과의사 Melvin Glimcher(오른쪽) 사이의 토론은 Boston Arm에 영감을 주었습니다. 왼쪽: MIT 박물관; 오른쪽: 스테파니 미첼(Stephanie Mitchell)/하버드 대학교

대신 1960년에 임상적으로 의미 있는 최초의 근전위 보철물을 선보인 사람은 러시아 과학자 알렉산더 코브린스키였습니다. 트랜지스터를 사용하여 크기를 줄였으나 허리에 벨트로 착용하는 배터리 팩은 무거웠습니다. 1964년 캐나다 의학 협회 저널(Canadian Medical Association Journal)에 실린 특별 보고서에서는 보철물이 미용적으로 적합하고 작동상 만족스러우며 몇 가지 단점이 있다고 간주했습니다. 소음이 심했습니다. 손을 열고 닫는 두 가지 동작만 있었습니다. 평균 성인 남성에게 적합한 한 가지 크기로 제공되었습니다. 역사적으로 대부분의 위팔 절단은 전투 부상과 작업장 사고로 인해 발생했으며, 따라서 남성에게 불균형적으로 영향을 미쳤습니다. 그러나 1960년대 초 임신 중에 탈리도마이드를 사용하면 남녀 모두 팔다리가 없는 아기가 늘어나는 결과를 낳았습니다. 다양한 크기의 보철물이 필요했습니다.

1961년에 Glimcher는 Russian Hand의 데모를 보기 위해 소련을 방문했습니다. 당시 그는 일주일에 하루 리버티 상호재활센터(Liberty Mutual Rehabilitation Center)에서 절단 수술을 받은 사람들을 치료하고 있었습니다. Glimcher와 센터의 의료 책임자인 Thomas Delorme는 많은 절단 환자가 장치의 한계로 인해 보철물을 사용하지 않는다는 사실을 발견했습니다. 재활 센터를 운영하는 Liberty Mutual Insurance Co.는 사용자가 직장에 복귀하고 장기적인 장애에서 벗어날 수 있도록 더 나은 보철물을 개발하는 데 재정적 관심을 갖고 있었습니다. 회사는 근전위 보철 팔을 개발하기 위한 실무 그룹에 자금을 지원하기로 합의했습니다.

저는 청각 장애가 있는 사람들이 음파를 해석하는 데 도움을 주는 장치인 Norbert Wiener의 "청각 장갑"을 연구하던 중 Boston Arm을 처음 접했습니다. MIT 박물관의 데이터베이스를 검색하면 아무것도 나오지 않았지만(보청기 장갑에 대한 알려진 사례는 존재하지 않음) Boston Arm에 대한 항목을 찾았습니다. 큐레이터 Deborah Douglas는 Ralph Alter의 박사 학위 논문, Boston Arm에 대한 보도 자료 및 수많은 언론 스크랩의 디지털화된 사본을 나에게 보냈습니다.

보철의 역사에 대한 폭넓은 개요를 찾다가 Kevin Zuo와 Jaret Olson의 "기능적 손 교체의 진화: 철 보철물에서 손 이식까지"(성형외과 vol. 22, no. 1, Spring 2014)를 발견했습니다. Dudley Childress의 "전동 사지 의지의 역사적 측면"(Clinical Prosthetics & Orthotics, vol. 9, no. 1, 1985)과 같이 특히 유용합니다.

기술 평가국(Office of Technology Assessment)은 1995년에 문을 닫았지만 프린스턴 대학교는 보건 기술 사례 연구 29, "The Boston Elbow"를 포함하여 해당 기관의 디지털화된 보고서 전체를 제공하는 레거시 사이트를 호스팅하고 있습니다.

Wiener는 MIT의 전기공학 교수인 Amar G. Bose와 역시 MIT의 기계공학 교수인 Robert W. Mann이 그룹에 합류할 것을 제안했습니다. Bose와 Mann은 신호 처리 및 소프트웨어 작업을 위해 대학원생 Ralph Alter와 하드웨어 작업을 위해 Ronald Rothschild를 모집했습니다. 향후 몇 년 동안 MIT, 하버드 의과대학, 매사추세츠 종합병원, Liberty Mutual의 협력을 통해 Boston Arm이 개발되었습니다.

1966년 MIT 전자 연구소는 Alter의 박사 학위 논문인 "보철물의 생체 전기 제어"를 기술 보고서 ​​446으로 발표했습니다. Alter는 근육 조직에서 발생하는 근전도(EMG) 신호를 연구하여 보철물을 제어하는 ​​데 사용할 수 있다는 결론을 내렸습니다. 한편 Rothschild는 "근전도 제어를 위한 외부 전원 공급 인공 팔꿈치의 설계"라는 석사 논문을 작업 중이었습니다. Alter와 협력하여 Rothschild는 EMG 신호로 제어되는 모터 구동 팔꿈치를 설계, 제작 및 시연했습니다.