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第一个灵巧和有感觉的假肢已经成功植入

发布时间:2019-05-20 14:43:33 来源:

一名瑞典女性手截肢患者已成为骨神经肌肉植入物的第一个受体,用于控制灵巧的手部假肢。在一项开创性手术中,将钛植入物放置在两个前臂骨骼(桡骨和尺骨)中,从中扩展电极到神经和肌肉以提取信号以控制机器人手并提供触觉感觉。这使它成为现实生活中第一个可用的临床可行,灵巧和有感觉的假手。这一突破是欧洲DeTOP项目的一部分。

新的种植体技术由瑞典的Integrum AB公司的Max Ortiz Catalan博士领导,该公司是第一个使用骨整合的骨锚肢假肢和Chalmers技术大学的公司。由RickardBrånemark教授和Paolo Sassu博士领导的这一首次手术是在Sahlgrenska大学医院举行的,这是由欧洲委员会在Horizo​​n 2020资助的一个名为DeTOP(GA#687905)的大型项目的一部分。

DeTOP项目由Scuola Superiore Sant'Anna的Christian Cipriani教授协调,还包括Prensilia,哥德堡大学,隆德大学,埃塞克斯大学,瑞士电子和微技术中心,INAIL Prosthetic Center,UniversitàCampationBio -Medico di Roma和Instituto Ortopedico Rizzoli。

传统的假手依靠放置在皮肤上的电极来从下面的残肢肌肉中提取控制信号。这些表面电极提供有限且不可靠的信号,仅允许控制几个大的运动(打开和关闭手)。通过在树桩的所有剩余肌肉中植入电极,可以获得更丰富,更可靠的信息。在第一名患者中植入了16个电极,以便对Scuola Superiore Sant'Anna和Prensilia在意大利开发的新型假手进行更灵巧的控制。

目前的假手也有限的感觉反馈。它们不提供触觉或动觉感觉,因此使用假体时用户只能依赖视力。用户无法判断对象被抓取的强度,甚至是联系方式。通过将电极植入到过去与手的丢失的生物传感器连接的神经中,研究人员可以以与生物手所传达的信息类似的方式电刺激这些神经。这导致患者感知源自新假手的感觉,因为其配备有驱动神经刺激以传递这种感觉的传感器。

这项工作最重要的一个方面是这是日常生活中第一种可用的技术。这意味着它不仅限于研究实验室。瑞典集团 - Integrum AB和Chalmers University of Technology - 之前已经证明,使用类似技术可以在上肘截肢者的日常生活中控制有感觉的假肢。这在下肘截肢者中是不可能的,其中有两个较小的骨骼,而不是像上臂那样的一个较大的骨骼。这对植入系统的发展提出了若干挑战。另一方面,它也提供了实现人工更换的更灵巧控制的机会。这是因为有更多的肌肉可用于在肘部截肢术中提取神经命令。

如果不使用(加载)骨骼会减弱,这通常发生在截肢后。患者正在遵循康复计划以恢复前臂骨骼的力量,以便能够完全装载假手。与此同时,她也在重新学习如何使用虚拟现实控制失踪之手,并且在几周后,她将使用一只日常生活中具有越来越多功能和感觉的假手。未来几个月,意大利和瑞典将再增加两名患者植入新一代假手。

“在过去十年中已经报道了几种先进的假体技术,但遗憾的是它们仍然作为研究概念仅在受控环境中短时间使用”,副博士Ortiz Catalan博士说。查尔姆斯理工大学教授,生物机电一体化和神经康复实验室负责人,自10年前开始领导这项发展,最初是在肘关节截肢术。“我们技术的突破在于使患者能够使用植入的神经肌肉界面来控制假体,同时在日常生活中感知对其重要的感觉。”

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