最新研发的仿生手臂可帮助截肢人群恢复触觉功能

发布时间: 2014-10-11 09:44:22  |  来源: 中国网  |  作者: 李雪  |  责任编辑: 郭素萍

中国网10月11日讯 据西班牙《世界报》网站10月9日报道,最新研发的仿生手臂可以帮助截肢人群恢复触觉功能。

美国和瑞典两所大学的研究小组在为截肢人群研发的仿生假肢上取得了重大进展,两个小组的目标都是赋予这些假肢直觉控制能力,自由行动能力和类似于自然肢体的触觉能力。两组研究成果均在《科学转化医学》最新期刊上发表。

其中最新的一项研究就是可以使人恢复触觉功能的仿生手臂,这项研究由Max Ortiz Catalan带领,他是墨西哥的一名研究人员,现任于瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学生物医学信号技术团队。

Ortiz和他的研究小组已经成功使一位肘部以上截肢的病人戴上骨整合的假肢,从而重新实现其作为卡车司机的各种工作和其他行为活动,该假肢是由萨赫尔格雷斯卡大学附属医院的Rickard Brånemark制造的,他也是研究小组的成员之一。

据Ortiz说,“这位患者现在的行动能力已经达到正常水平,这种假肢适用于各种环境,他可以做猛烈的动作而不用担心假肢会不受控制地晃动,里面没有任何成分会对皮肤造成挤压,这在普通的假肢技术中是不可能实现的”。

可以任意活动

这位科学家同样指出,“手术之后,病人便可以随意活动,可以开卡车,可以拿鸡蛋,甚至可以为他的孩子们系溜冰鞋。在实验室之外,让病人在现实世界中接受挑战是这项工作的最大贡献”。

为了让其更加具有稳定性,假肢会被直接安装在骨骼上。这种人类的生物控制系统由肌肉和神经组成,通过神经肌肉电极实现相互联系。他指出,“这使得人和机器的联系更加紧密”。

Ortiz认为,骨骼与假肢发生排斥反应的可能性是非常小的。他说,“我们所使用的材料生物相容性很高,这些材料多年来也被应用在不同的人体中”。

研究者认为此技术的研究对于假肢能够实现更自由的控制来说是很重要的一步,“这不是科学幻想,而是一个对于患者们来说能够触手可及的事实,尤其是对于我们从今年年底将要治疗的患者来说”。

具有触觉功能的仿生手臂

另一项在“科学转化医学”发表的研究,由美国俄亥俄州凯斯西储大学的团队完成。他们通过仿生手臂的移植成功使得两位截肢患者重新恢复了触觉功能。

其中一项最伟大的成就就是在研究的这两年中触觉功能一直在维持,多亏了连接仿生手臂和胳膊以及大脑的电极,这才成为可能。

这些电极的功能是感测压力并传递给假肢,由于研究者设计安装的算法,这些信息以电脉冲的方式被传递到大脑,并且能够使其感知到物体的位置。

科学家们说,对于患者Igor Spetic来说,棉花总是使他浑身哆嗦,在他用假肢无意触及到棉花后,他发现自己的毛都竖起来了。“我立刻就意识到这是棉花了”,Spetic说。

对于另外一个研究的患者Keith Vonderhuevel来说,他无法随意地取出手里拿着的葡萄和樱桃的茎。凯斯西储大学的生物医学教授Dustin Tyker指出,“我们的目标不仅是修复机体功能,还要能与世界建立联系”。他同时也是研究小组的主要成员之一。

一生都能使用

此外,两位患者的截肢部位都出现了剧烈的疼痛,Spetic把这种疼痛比喻为“一个螺丝钉从紧握的拳头中穿过”。

研究者们指出当患者们恢复了触觉功能后这种疼痛才会完全消失。

由于患者的持续好转以及假肢作用的延长,研究人员称假肢有希望可以一生被使用,并且在五年内会大规模地移植。

这项科学技术也将被用于腿部假肢,从而可以辨认出不同的土地以及适应不平坦的地面。(实习编译:李雪)

 
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