點選式人工手臂假肢


機器人肢體已經存在一段時間了;隨著不斷湧現的新技術和創新,它們在運動和力量方面都得到了改善。機器人肢體最新的發展是“點選式手臂假肢”。

之前也有一些用於神經退行性疾病或意外事故導致嚴重殘疾患者的腦控機器人裝置。但對於這些機器人裝置,需要在大腦中植入晶片才能控制機器人手臂的運動。點選式假肢已經應用於腿部,並且已經存在一段時間了(從2009年開始);然而,它首次被用於手部,從而使患者能夠透過自己的思維(想法)來控制假肢。新的發展也解決了因這些假肢而引起的感染、脫落和其他皮膚問題。

什麼是假肢?

假肢/假肢裝置或機器人肢體是一種人造裝置,用於替代因疾病或意外事故而丟失的手、腳、牙齒或身體其他部位。這些假肢看起來與正常的身體部位(手臂、腳等)一樣自然;並且通常具有一些共同特徵,例如軸、鉤、用於安裝截肢肢體的套筒、用於固定肢體的懸掛裝置以及化妝覆蓋物。不過,康復需要一段時間。患者還需要適應新的身體部位,並開始獨立地管理日常活動。

點選式手臂假肢背後的技術

荷蘭的外科醫生 Jan Paul Frölke 和康復醫生 Henk van de Meent 使用了點選式假肢。藉助技術創新,可以將人造肢體與思維聯絡起來,使其能夠透過思維控制。就像真正的肢體一樣,這種人造肢體旨在讓患者感覺更貼近身體,因為大腦(就像自然肢體一樣)會不斷地與這種人造肢體進行交流。安裝了該裝置的手臂的運動通常由肩部控制。

到目前為止,許多人放棄了假肢,因為他們感覺不到與它的聯絡。但隨著這項新技術的出現,解決患者的反應問題成為可能。還有其他一些裝置,例如波士頓數字手臂、約翰霍普金斯大學的 Proto 1 和 Proto 2,可以實現假肢的運動。然而,這是第一次將裝置精確地夾在骨頭上。

同樣令人著迷的是,點選式手臂假肢與患者的思維相連。在這個過程中,假肢直接插入患者缺失手臂的骨頭上。在第一次手術中,機器人手臂透過一根插入患者剩餘骨骼中的金屬棒與身體連線。第二次手術在金屬棒內連線一根較小的棒,其中一部分稍微突出,用於固定機器人手臂。在第三次手術中,進行一項稱為靶向肌肉再神經支配 (TMR) 的手術,然後將機器人手臂點選固定。

在整個過程中,控制手部肌肉和前臂的神經被固定在上臂殘端肌肉的部分。隨著神經現在連線到(長入)肌肉中,這些肌肉會增強神經訊號。患者可以開始想象開啟和關閉他們的手來控制新的肢體。這些脈衝透過藍牙接收/感受 - 肌帶,一個電極環,連線到接收訊號的手環,從肌肉中檢測訊號,將其傳送到藍牙,最終到達連線到手臂的小型計算機,並將訊號傳遞給手,讓其執行人(思維)希望的動作。此外,在康復過程中,患者學會使用自己的想法來收縮上臂的肌肉。當神經連線到患者的手臂肌肉並且手臂按預期工作時,這種感覺非常真實,同時也使患者感覺儘可能地正常。

荷蘭的 John Baggerman 是世界上為數不多的幾個接受了這種高度創新的機器人手臂的人之一。他的手臂在 2010 年的一起卡車事故中被截肢。進行了三次手術,為他安裝了現代化的點選式機器人手臂。

習慣用機器人手臂做家務是一回事;但能夠僅僅用想法來控制它,這絕對是一種特殊而高階的情感層次。

更新於: 2020年1月24日

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