截肢者曙光|麻省理工學院MIT研「大腦控制義肢」研究:較傳統機械控制義肢,速度提升41%

截肢者曙光| 盡管義肢技術不斷進步,但想讓膝下截肢人士恢複正常步態仍難有進展。但最近科學界有新突破,麻省理工學院MIT研發出一個神經義肢接口,能讓仿生腿完全響應人體神經系統,使截肢人士行走速度提升了41%;即使只恢復部分神經信號傳導,也足以改善病人的步態。

編輯:Ray@Medical Inspire │ 圖片來源:shutterstock、《Nature Medicine》│ 資料來源:《Nature Medicine》

最先進的義肢或可幫助截肢人士達至自然的步態,但它們無法讓使用者對肢體進行完全的神經控制,只能依靠義肢中的感測器和控制器,按照預先設定的步態演算法移動肢體。但一般義肢很難克服常見的障礙,如不平的地面或水坑;尤其是在應對地形變化時,佩戴義肢的人通常沒有發言權來調整義肢。

截肢者曙光|全球首個義肢研究

國際醫學期刊《自然醫學》(Nature Medicine)早前發表一項相關研究,指利用新型外科手術和神經義肢接口,可以重新連接截肢的肌肉,使腿部截肢的患者能夠用大腦控制義肢,接收「本體感覺」的回饋。研究人員表示,新技術「神經義肢接口」(AMI)可讓來自肌肉神經的訊息傳送到義肢,然後返饋給患者,「就像真實肢體的工作方式一樣。」

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    該研究招募了14名單側膝下截肢的患者,其中7人已植入「神經義肢介面」(neuroprosthetics interface)。結果發現,與傳統截肢患者的行走速度相比,這些受試者的行走速度提升了41%,與一般常人的行走速度相當。此外,它們在各種現實環境中的表現也非常好,包括斜坡、台階和有障礙物的小路。

    截肢者曙光|可完全控制自己的動作

    研究人員解釋,因為截肢斷開的肌肉會被包住,形成充足的軟組織墊層作為義肢接受腔,會破壞自然肌肉動力學和本體感受。而新技術透過手術構建,成對的主動肌-拮抗肌組成的「神經義肢接口」,將患者的神經控制訊息傳給外在義肢,並進一步將義肢位置和運動感受傳回給使用者。

    研究作者 Hyungeun Song指,神經受損的患者亦能「重新掌控身體」,或也足以實現神經義肢功能的臨床相關改善。研究結果或可用於指導未來的神經重建手術,目標是恢復截肢或運動癱瘓者對人體行動的神經控制。到現時為止,全球約有60名患者接受了這種手術,手臂截肢的患者亦可以接受這種手術。

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