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這種進(jìn)步是獨(dú)特的：患者在日常生活中使用了受心理控制的假體長達(dá)七年之久。太平洋在線 在過去的幾年中，它們還具有新功能-假手的觸感。這是人造肢體的新概念，被稱為神經(jīng)肌肉骨骼假體-因?yàn)樗鼈冞B接到使用者的神經(jīng)，肌肉和骨骼。

這項(xiàng)研究由查爾默斯理工大學(xué)副教授Max Ortiz Catalan領(lǐng)導(dǎo)，與位于哥德堡的Sahlgrenska大學(xué)醫(yī)院，哥德堡大學(xué)和Integrum AB合作。奧地利維也納醫(yī)科大學(xué)和美國麻省理工學(xué)院的研究人員也參與其中。

“我們的研究表明，假肢手附著在骨骼上，并通過植入神經(jīng)和肌肉中的電極進(jìn)行控制，其操作比傳統(tǒng)假肢手要精確得多。我們通過整合患者使用的觸覺反饋，進(jìn)一步改善了假肢的使用隨著時(shí)間的推移，患者辨別感覺強(qiáng)度較小變化的能力得到了提高。” Max Ortiz Catalan說。

“這項(xiàng)研究的最重要貢獻(xiàn)是證明這種新型的假體可以替代失去的手臂，在臨床上可行。無論神經(jīng)接口多么復(fù)雜，只有患者之間的聯(lián)系才能為患者帶來真正的益處。我們的結(jié)果是多年工作的結(jié)果，現(xiàn)在我們終于可以展示第一款可以使用植入電極可靠控制的仿生手臂假體，同時(shí)還可以向用戶傳達(dá)感覺”，Max Ortiz Catalan繼續(xù)說道。

自從收到假體以來，患者每天都在所有專業(yè)和個(gè)人活動(dòng)中使用它們。

神經(jīng)肌肉骨骼假體的新概念是獨(dú)特的，因?yàn)樗峁┝藥追N不同的功能，這些功能在世界上任何其他假體技術(shù)中都沒有同時(shí)出現(xiàn)：

• 它與人的神經(jīng)，肌肉和骨骼有直接的聯(lián)系。
• 它是受精神控制的，并傳遞出用戶認(rèn)為是由于手缺失而引起的感覺。
• 它是獨(dú)立的；所需的所有電子設(shè)備都包含在假體中，因此患者無需攜帶其他設(shè)備或電池。
• 長期安全穩(wěn)定；該技術(shù)已在患者的日常活動(dòng)中使用，不受研究人員的監(jiān)督，并且不受限于密閉或受控環(huán)境。

該技術(shù)的最新部分是觸摸感覺，它可以通過在截肢之前刺激曾經(jīng)與生物手相連的神經(jīng)來實(shí)現(xiàn)。假體拇指上的力傳感器可在抓握時(shí)測量施加到物體上的接觸和壓力。該信息被傳輸?shù)交颊叩拇竽X。因此，患者可以感覺到何時(shí)觸摸物體，物體的特性以及按壓物體的力度，這對于模仿生物手至關(guān)重要。

Max Ortiz Catalan說：“目前，傳感器并不是恢復(fù)感覺的障礙。” “挑戰(zhàn)在于創(chuàng)建一種神經(jīng)接口，該接口可以無縫地將大量人工收集的信息傳輸?shù)缴窠?jīng)系統(tǒng)，從而使用戶可以自然而輕松地體驗(yàn)感覺。”

由RickardBrånemark教授和Paolo Sassu博士領(lǐng)導(dǎo)的薩爾格倫斯卡大學(xué)醫(yī)院進(jìn)行了這項(xiàng)新技術(shù)的植入。全球有超過一百萬的人患有肢體喪失癥，研究團(tuán)隊(duì)與Integrum AB合作的最終目標(biāo)是開發(fā)一種適用于盡可能多的人的廣泛可用的產(chǎn)品。

Max Ortiz Catalan說：“目前，瑞典的患者正在參與這項(xiàng)新的假肢手臂修復(fù)技術(shù)的臨床驗(yàn)證。” “我們預(yù)計(jì)該系統(tǒng)將在幾年之內(nèi)在瑞典以外的地區(qū)使用，并且我們在腿假體的類似技術(shù)方面也正在取得可觀的進(jìn)展，我們計(jì)劃在今年晚些時(shí)候?qū)⑵渲踩氲谝晃换颊摺?rdquo;

有關(guān)更多信息：技術(shù)的工作原理

用于手臂假體的植入系統(tǒng)稱為e-OPRA，它基于Integrum AB創(chuàng)建的OPRA植入系統(tǒng)。植入系統(tǒng)通過稱為“骨整合”（osseo = bone）的過程，將假體固定在截肢肢體殘端的骨骼上。電極被植入截肢殘肢內(nèi)部的肌肉和神經(jīng)中，e-OPRA系統(tǒng)就像在生物手臂中一樣，在假體和大腦之間的兩個(gè)方向發(fā)送信號。

假肢通過通過手臂殘端發(fā)送并由電極捕獲的肌肉和神經(jīng)電信號來控制精神。信號被傳遞到植入物，該植入物穿過皮膚并連接到假體。然后由研究人員開發(fā)的嵌入式控制系統(tǒng)對信號進(jìn)行解釋。控制系統(tǒng)足夠小以適合假體內(nèi)部，并使用復(fù)雜的人工智能算法處理信號，從而為假手的運(yùn)動(dòng)提供控制信號。

觸摸感來自于假肢拇指中的力傳感器。來自傳感器的信號由假體中的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電信號，然后發(fā)送電信號以刺激手臂殘端中的神經(jīng)。神經(jīng)通向大腦，然后大腦感知手的壓力水平。

神經(jīng)肌肉骨骼植入物可以連接到任何市售的手臂假體，從而使其更有效地操作。

有關(guān)更多信息：如何體驗(yàn)人工感覺

失去胳膊或腿的人經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生幻覺，好像丟失的身體部位雖然沒有出現(xiàn)，但仍然存在。當(dāng)假肢拇指的力傳感器做出反應(yīng)時(shí)，研究中的患者會(huì)感覺到這種感覺來自他們的幻影手。病人之間幻影手的確切位置會(huì)有所不同，具體取決于樹樁中的哪些神經(jīng)接收信號。可以將最低壓力水平與用筆尖觸摸皮膚相比。隨著壓力的增加，感覺變得更強(qiáng)，并且越來越“電氣化”。

更多關(guān)于：研究

當(dāng)前的研究針對的是截肢以上??的患者，這項(xiàng)技術(shù)已接近完成。該研究小組正在與肘部以下截肢的新系統(tǒng)并行工作。在這些情況下，需要用兩根較小的骨頭（radi骨和尺骨）來代替植入物，而不是一根大骨頭（肱骨）。該小組還致力于使系統(tǒng)適用于腿部假肢。

除了在義肢中的應(yīng)用之外，人與機(jī)器之間的永久接口為科學(xué)研究提供了新的機(jī)會(huì)，以研究人體肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)的工作方式。

Max Ortiz Catalan副教授是查爾默斯理工大學(xué)生物機(jī)電和神經(jīng)康復(fù)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，目前正在與查爾默斯大學(xué)和哥德堡大學(xué)密切合作，在薩爾格倫斯卡大學(xué)醫(yī)院建立新的仿生學(xué)和疼痛研究中心。開發(fā)并臨床實(shí)施。

這項(xiàng)研究由Promobilia基金會(huì)，IngaBritt和Arne Lundbergs研究基金會(huì)，VästraGötaland地區(qū)（ALF資助），Vinnova，瑞典研究委員會(huì)和歐洲研究委員會(huì)資助。