據(jù) EurekAlert 2 月 5 日報道,一名瑞典女性已經(jīng)成為骨神經(jīng)肌肉植入物的第一個受體,此前她曾遭遇過手部截肢,如今她用此植入物來控制靈巧的手部假肢。醫(yī)生以手術的方式將鈦植入物放置在兩個前臂骨骼(橈骨和尺骨)中,使電極擴展到神經(jīng)和肌肉中,從而提取信號,控制機器人手,并提供觸覺感覺。這項手術使機器人手成為現(xiàn)實生活中第一個臨床可行、靈巧且有感覺的假手。這一重大突破是歐洲 DeTOP 項目的一部分。
瑞典的 Integrum AB 公司(該公司的 Max Ortiz Catalan 博士主導了新的種植體技術)和查爾姆斯理工大學首次使用骨整合的骨錨肢假肢。由 Rickard Br?nemark 教授和 Paolo Sassu 博士領導的開創(chuàng)性手術在哥德堡大學藥學、醫(yī)學、齒科與健康護理學院舉行,該手術是歐盟委員會的一個名為 DeTOP(GA#687905)的大型項目(隸屬于“地平線 2020”)的一部分。
圣安娜高級學院的 Christian Cipriani 教授主持 DeTOP 項目,參與該項目的機構還包括 Prensilia、哥德堡大學、隆德大學、埃塞克斯大學、瑞士電子和微技術中心、INAIL Prosthetic Center、Università Campation Bio -Medico di Roma 和 Instituto Ortopedico Rizzoli。
(來源:DR. MAX ORTIZ CATALAN)
傳統(tǒng)上,醫(yī)生在患者皮膚上放置電極,通過電極從殘肢肌肉中提取控制信號來控制假手。然而這些表面電極提供的信號有限,有時候甚至并不準確,只能控制幾個大的運動(如張開手,握拳等),而在手臂的殘余肌肉中植入電極,可以獲得更豐富、更可靠的信息。醫(yī)生首次在一名患者的手臂中植入了 16 個電極,以便對 Scuola Superiore Sant'Anna 和 Prensilia 在意大利開發(fā)的新型假手進行更靈巧的控制。
目前的假手提供的感覺反饋很有限。由于它們不提供觸覺和動覺感覺,因此用戶只能依賴視力來操控假肢,無法判斷對象被抓取的強度,甚至是接觸方式。研究人員將電極植入到與缺失的手的生物傳感器連接的神經(jīng)中,可以用電流刺激這些神經(jīng),這與生物手傳達信息的方式相似。這使患者能夠感知到源自新假手的感覺,因為其配備有驅(qū)動神經(jīng)刺激以傳遞這種感覺的傳感器。
這是日常生活中第一種可實際使用的技術,不僅僅局限于實驗室,因此它是這項工作的最重要的一個方面。瑞典的兩大集團,Integrum AB 和 Chalmers University of Technology 的研究人員已經(jīng)證明,在日常生活中,使用類似技術可以使上肘截肢者控制有感覺的假肢。這項技術在下肘截肢者中是不太可能實現(xiàn)的,因為下肘中有兩個較小的骨骼,而不是像上臂那樣的一個較大的骨骼,因而這對植入系統(tǒng)的發(fā)展提出了諸多挑戰(zhàn)。另一方面,它也提供了實現(xiàn)對人工假肢的更靈巧控制的機會,因為有更多的肌肉可用于在肘部截肢術中提取神經(jīng)命令。
截肢后,患者如果不使用(佩戴)假肢,其骨骼功能就會減弱。現(xiàn)在,這名患者正在遵循康復計劃以恢復前臂骨骼的力量,以便能夠完全佩戴假手。與此同時,她也在重新學習如何使用虛擬現(xiàn)實技術控制假手。幾周后,她將使用一只日常生活中具有越來越多功能和感覺的假手。未來幾個月,意大利和瑞典將再增加兩名患者植入新一代假手。
Ortiz Catalan 博士是查爾姆斯理工大學的教授和生物機電一體化及神經(jīng)康復實驗室的負責人。他最初的研究領域是肘關節(jié)截肢術,10 年前,他開始領導這項研究。他表示:“在過去十年里,媒體已經(jīng)報道了幾種先進的假肢技術,但不幸的是,它們?nèi)匀煌A粼诟拍铍A段,只能在特定環(huán)境中短時間使用。新一代假手在技術上的突破在于,它使患者能夠使用植入的神經(jīng)肌肉界面來控制假體,同時在日常生活中感知到對其重要的感覺。”
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原文標題:全球第一個靈巧且有感覺的假手已經(jīng)成功植入
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