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大脑控制的义肢研制成功

健康 89xy 1周前 (11-15) 10次浏览

一个直接连接到骨骼、神经和肌肉的假肢已经被发现是成功的。这是机器人假体首次以这种方式连接,这一发现将为未来的患者带来激动人心的机会。

大脑控制的义肢研制成功

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由于植入物与患者的神经和肌肉直接相连,患者可以更轻松、更精确地控制他的假肢。
影像学分:Ortiz-Catalan等,Sci。Trans。Med。,2014。

手臂由植入的神经肌肉接口控制,于2013年1月给予一名手臂截肢患者,一篇关于其长期稳定性和有效性的文章现已发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上

主要作者马克斯·奥尔蒂斯-加泰罗尼亚是瑞典哥德堡查尔莫斯理工大学的研究科学家,他说他们的工作超出了实验室的范围,让病人面对现实世界的挑战。

这个病人10年前被截肢了。在获得新的手臂之前,他的义肢是通过放置在皮肤上的电极来控制的。

这种典型的控制系统可能不可靠,限制了假肢的用途。因此,许多患者拒绝将其作为一种康复形式。

身体和机器的结合

新的植入系统使用直接连接到手臂骨的钛植入体,作为骨整合过程的一部分。这在患者和他们的植入物之间产生了长期稳定的融合,奥尔蒂斯-加泰罗尼亚医生对此进行了详细解释:

“人工手臂直接附着在骨骼上,从而提供机械稳定性。然后人类的生物控制系统,即神经和肌肉,也通过神经肌肉电极与机器的控制系统连接。这创造了身体和机器之间的亲密结合;介于生物学和机电一体化之间。”

将电极直接连接到神经和肌肉上意味着患者可以更容易和更精确地控制他们的假体,使他们能够处理更小和更精细的项目。

由于电极和控制该装置的神经之间的紧密接近,防止了其他肌肉的活动干扰该装置,允许患者将手臂移动到任何位置,而不必担心失去对它的控制。

骨整合技术由瑞典哥德堡的萨尔格伦斯卡大学医院的副教授里卡德·布拉纳马克和他的同事们首创。布里马克教授领导了植入手术,并在项目的其余部分与查尔莫斯理工大学的奥尔蒂斯-加泰罗尼亚博士和博·哈肯松教授密切合作。

这可能是“缺失的环节”吗?

接受新假体系统的病人已经能够在面对日常生活的身体需求时成功地使用它。这位病人是一名卡车司机,在日常活动中没有任何问题,比如夹住拖车或操作机器。

他同样能够做一些需要更加精细的动作,比如打开鸡蛋或者把鞋带系在他孩子的冰鞋上——这些动作是其他假肢设备可能无法舒适地完成的。该团队现在打算在接下来的几个月里用这项开创性的新技术治疗更多的患者。

这项研究的下一步是通过假体为患者获得长期的感觉。这种新的植入形式是双向接口;假肢不仅可以接收来自大脑的信号,而且大脑也可以接收来自相反方向的信号。

“假体和身体之间的可靠通信一直是神经控制和感觉反馈临床实施中缺失的一环,现在这一点已经到位,”奥尔蒂斯-加泰罗尼亚博士说,并补充说:

“直观的感官反馈和控制对于与环境互动至关重要,例如,尽管有干扰或不确定性,仍能可靠地握住物体。今天,没有病人带着能提供这种信息的假体四处走动,但我们正努力在短期内改变这种状况。”

奥尔蒂斯-加泰罗尼亚博士认为这项技术是朝着更自然地控制假肢迈出的重要一步。他说,“这是允许神经系统接口控制复杂假体的缺失环节”。”到目前为止,这只有在受控环境下的短期实验中才有可能.”

今年早些时候,今日医学新闻报道了一种仿生胰腺的发展,研究人员希望这种胰腺能够治愈1型糖尿病。


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