與使用者骨骼和神經融合的「突破性」仿生手臂可以促進截肢者護理

一名因農業事故失去手臂的婦女透露,突破性的仿生義肢如何改變了她的生活。

該技術將仿生手臂融合到使用者的骨骼上,同時也使用植入神經和肌肉的電極將其與神經系統連接起來。

20 多年前發生事故後,*卡琳 (Karin) 深受嚴重幻肢痛的困擾,即截肢者會感覺到已不存在的肢體疼痛或不適。

「感覺就像我經常把手放在絞肉機裡,這造成了很大的壓力,我不得不服用高劑量的各種止痛藥,」她說。

許多人都在努力適應傳統義肢,因為機械附著和肢體的可靠控制是義肢更換的兩個主要挑戰。

卡琳多年來一直都是這種情況,她發現傳統的義肢不舒服且不可靠。

然而,當她成為第一個接受新型仿生手的人時,這一切都發生了變化,該仿生手安裝了“綜合外科和工程方法”,根據神經假肢研究負責人馬克斯·奧爾蒂斯·卡塔蘭教授的說法澳洲仿生學研究所、瑞典仿生學和疼痛研究中心(CBPR)的創始人,領導了這項研究。

「對我來說,這項研究意義重大,因為它給了我更好的生活,」卡琳說,她補充說,她現在「可以更好地控制我的義肢,但最重要的是,我的疼痛減輕了。今天,我需要的藥物少得多」。

人與機器的融合

卡琳生活中的這種轉變是一種獨特技術的結果,該技術本質上利用骨整合將使用者的骨骼融合到仿生手臂上——植入物被骨骼作為其一部分而不是作為某種異物接受。

植入物可作為義肢的永久錨定件,然後可以輕鬆安裝和移除。

由加泰隆尼亞領導的工程師和外科醫生團隊開發了人機介面,該介面還透過使用植入某些神經和肌肉中的電極來實現與用戶神經系統的電氣連接。

「卡琳是第一個接受肘部以下截肢手術的人,她接受了這種高度整合的仿生手的新概念,可以在日常生活中獨立可靠地使用,」卡泰蘭解釋道。

「多年來,她能夠在日常活動中舒適有效地使用義肢,這一事實有力地證明了這項新技術對於面臨肢體喪失的人來說具有改變生活的潛在能力」。

加泰隆尼亞補充說,「綜合手術和工程方法」也有助於減輕卡琳的疼痛程度,因為她現在使用許多與她用生物手臂相同的神經資源來控制義肢。

麻省理工學院附屬研究人員、哥德堡大學副教授、Integrum 首席執行官 Rickard Brånemark 教授解釋道:「鈦植入物與骨組織的生物整合為進一步推進截肢者護理創造了機會。」肢體義肢自首次用於人類以來。

「透過將骨整合與重建手術、植入電極和人工智慧相結合,我們可以以前所未有的方式恢復人類功能。肘部以下截肢水準具有特殊的挑戰,所達到的功能水準標誌著整個高級肢體重建領域的一個重要里程碑」。

這款仿生手本身是由義大利機器人公司Prensilia開發的,稱為Mia Hand。它具有獨特的運動和感覺組件,使用戶能夠執行約 80% 的日常生活活動。

「義肢的接受度對其成功使用至關重要,」Prensilia 董事總經理 Francesco Clemente 博士說。

「除了技術性能之外,Prensilia 還努力開發出一款可以在美學上完全客製化的手。米婭·漢德 (Mia Hand) 生來就是為了展示而不是隱藏的。我們希望用戶為自己的現狀感到自豪,而不是為失去的東西感到羞恥」。

*出於隱私原因,卡琳的全名被隱去。