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柔性電路板之通過骨神經(jīng)肌肉植入物手術(shù)，患者可靈活控制假體

文章來源：電子工程世界作者：悄悄查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：4266發(fā)布日期：2020-05-08 02:47【大中小】

據(jù)報(bào)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(gè)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。柔性電路板小編獲悉，醫(yī)生以手術(shù)的方式將鈦植入物放置在兩個(gè)前臂骨骼（橈骨和尺骨）中，使電極擴(kuò)展到神經(jīng)和肌肉中，從而提取信號，控制機(jī)器人手，并提供觸覺感覺。這項(xiàng)手術(shù)使機(jī)器人手成為現(xiàn)實(shí)生活中第一個(gè)臨床可行、靈巧且有感覺的假手。這一重大突破是歐洲D(zhuǎn)eTOP 項(xiàng)目的一部分。

瑞典的Integrum AB公司（該公司的 Max Ortiz Catalan博士主導(dǎo)了新的種植體技術(shù)）和查爾姆斯理工大學(xué)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(lǐng)導(dǎo)的開創(chuàng)性手術(shù)在哥德堡大學(xué)藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、齒科與健康護(hù)理學(xué)院舉行，該手術(shù)是歐盟委員會(huì)的一個(gè)名為DeTOP（GA＃687905）的大型項(xiàng)目（隸屬于“地平線 2020”）的一部分。

圣安娜高級學(xué)院的ChrisTIan Cipriani教授主持DeTOP項(xiàng)目，參與該項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)還包括Prensilia、哥德堡大學(xué)、隆德大學(xué)、埃塞克斯大學(xué)、瑞士電子和微技術(shù)中心、INAIL ProstheTIc Center、Università CampaTIon Bio -Medico di Roma和InsTItuto Ortopedico Rizzoli。

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。然而軟板廠發(fā)現(xiàn)，這些表面電極提供的信號有限，有時(shí)候甚至并不準(zhǔn)確，只能控制幾個(gè)大的運(yùn)動(dòng)（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(gè)電極，以便對Scuola Superiore Sant‘Anna和Prensilia在意大利開發(fā)的新型假手進(jìn)行更靈巧的控制。

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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(dòng)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(qiáng)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(dá)信息的方式相似。FPC廠認(rèn)為，這使患者能夠感知到源自新假手的感覺，因?yàn)槠渑鋫溆序?qū)動(dòng)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(shí)際使用的技術(shù)，不僅僅局限于實(shí)驗(yàn)室，因此它是這項(xiàng)工作的最重要的一個(gè)方面。瑞典的兩大集團(tuán)，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(shù)可以使上肘截肢者控制有感覺的假肢。這項(xiàng)技術(shù)在下肘截肢者中是不太可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橄轮庵杏袃蓚€(gè)較小的骨骼，而不是像上臂那樣的一個(gè)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(shí)現(xiàn)對人工假肢的更靈巧控制的機(jī)會(huì)，因?yàn)橛懈嗟募∪饪捎糜谠谥獠拷刂g(shù)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(huì)減弱?，F(xiàn)在，這名患者正在遵循康復(fù)計(jì)劃以恢復(fù)前臂骨骼的力量，以便能夠完全佩戴假手。與此同時(shí)，她也在重新學(xué)習(xí)如何使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)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(gè)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(xué)的教授和生物機(jī)電一體化及神經(jīng)康復(fù)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人。他最初的研究領(lǐng)域是肘關(guān)節(jié)截肢術(shù)，10 年前，他開始領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究。他表示：“在過去十年里，媒體已經(jīng)報(bào)道了幾種先進(jìn)的假肢技術(shù)，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(shí)間使用。新一代假手在技術(shù)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(shí)在日常生活中感知到對其重要的感覺。”

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