芝加哥复原研究所仿生医学中心[Rehabilitation Institute of Chicago (RIC) Center for Bionic Medicine]的研究学者们正在着手开展一项仿生小腿临床实验,这款仿生小腿专为失去小腿的截肢患者设计,与人体整合为一体,能够对患者自身的肌肉和神经做出反应。主要研究人员是该仿生医学中心的列维·哈格罗夫(Levi Hargrove)博士。
目前,全球约有200百万小腿截肢患者,随着Ⅱ型糖尿病人的增多,这个数字还在持续上升。研究学者们希望这种仿生小腿能够让截肢患者拥有更多的行动自由,例如安全地爬楼梯。虽然目前也有其他团队致力于研究机械脚踝和膝盖,但还没有人研制出患者自身神经信号控制的假体下肢。另外,研究小组已研发出采用同一技术的假体上肢。
该系统使用肌电图法(electromyography ,EMG),也就是用计算机模式识别软件读取肌肉产生的电信号,从而控制仿生腿。在患者大腿肌肉上附着的电极负责捕获神经信号模式,不同的信号模式意味着不同的动作。
这项临床实验一共有8名志愿者参与,包括四名小腿截肢患者与四名没有截肢的对照组成员。研究学者们希望了解,是否需要植入额外的神经终端来控制仿生小腿,这个过程称之为目标肌肉神经支配(targeted muscle innervations)。在目前的培训阶段,志愿者们身上用电线连接着电极,学习如何用肌肉牵引计算机屏幕上的虚拟化身。研究学者们惊讶地发现,初期结果表明,病人能够控制踝关节,之前研究人员们还以为这需要外科植入手术帮助实现。
临床实验的结果十分乐观,通过大腿的神经信号传导,志愿者们能够控制计算机化身的膝盖和脚踝动作,截肢者的动作的精确度达到91%,非截肢者的动作精度达到89%。研究学者们希望,这款仿生假肢能够通过读取患者的神经信号模式测量实际的神经意图,指挥机械进行动作,从而取代传统假肢使用的机械感应器。
首例神经控制的小腿假肢
评论
10 views