仿生重建技术为三名截肢者提供了由意念控制的机械手臂
义肢的未来在于将义肢直接与患者的神经连接起来——这是一个非常新的概念,而且只在世界各地的少数案例中应用。接触神经的义肢可以让病人通过时间和训练,用意念控制肢体。
奥地利的三名男子成为世界上第一个通过一种名为“仿生重建”的新技术,用意念控制假肢的人。
该技术结合了选择性神经和肌肉转移,选择性截肢和先进的机器人假肢替换。
仿生重建技术是由维也纳医科大学克里斯蒂安多普勒肢体功能恢复实验室主任奥斯卡·阿斯曼教授和哥廷根大学医学中心神经康复工程系的工程师共同开发的。
接受手术的三名男子多年来都饱受臂丛神经损伤的折磨,这条神经从腋窝向下延伸至手臂,控制着运动。这些损伤导致手功能低下。
实际上,臂丛神经撕脱伤是一种内在的截肢,不可逆地将手与神经控制分开。现有的外科技术对这种伤害是粗糙和无效的,并导致手功能低下,”阿兹曼教授解释说。
“这里的科学进展是,我们能够通过肌肉移植放大的神经传输来创造和提取新的神经信号。然后这些信号被解码并转换成机械电子手功能。”
在手术之前,这三名男子都必须接受密集的认知训练,平均时间约为9个月。这涉及到激活肌肉,然后学习使用电信号来控制虚拟手。一旦患者能够控制虚拟手,他们就会被转移到“混合型”手——一个附着在固定在他们没有功能的手上的装置上的假肢手。
为了安装一个由病人剩余肌肉控制的肌电机器人手,病人必须将受伤的手截肢。一旦痊愈,病人可以开始使用连接到他们神经上的机械臂。
截肢三个月后,这三个人都可以用他们的手来完成日常任务,比如捡东西、用钥匙、从水壶里倒水、切食物和解开扣子,报告说假肢手的功能水平要高得多。
“到目前为止,仿生重建只在我们维也纳的中心完成。然而,没有技术或手术上的限制可以阻止在拥有类似专业知识和资源的中心进行这种手术。”阿兹曼教授说。
“在未来,手足重建将会有很多新的方法来取代失去的肢体和恢复功能。生物学和技术的进步可以提供治疗,这在几年前是不可想象的。”