据2月11日刊JAMA上的一则研究披露,一种被称作标靶性肌肉神经再支配的外科技术似乎可以使截肢患者改善其对人工手臂功能的控制能力。
目前可以获得的上肢截肢后所用的义肢并不能充分恢复患者的手臂和手的功能。最常使用的义肢是由身体驱动的,它可通过一个固定带捕获残剩的肩膀运动,并将该运动通过一个电缆进行转换来操作手、腕或肘部。根据文章的背景资料,用这一控制方法,使用者每次只能操纵一个关节。
改善义肢功能仍然是一种挑战,因为在截肢后,获取臂膀神经控制的资讯丧失了。在经过标靶性的肌肉神经再支配(TMR)手术之后,剩下的手臂神经被转移到胸部或上臂肌肉,但因为肢体的丧失而不再具有生物力学的功能。这一新的手术目的是为了改善对义肢的控制,即应用来自残剩肢体肌肉的肌电图(EMG)信号(即肌肉收缩时所产生的电信号)来控制机动化的手臂关节。一旦神经再支配得以恢复(即恢复了神经功能),这些肌肉将提供生理学上合适的EMG信号来控制肘部、腕部和手的运动。目前尚不清楚神经再支配肌肉是否能够稳定和精确地提供肌电(即肌肉中的电脉冲)信号来实时控制多功能的义肢。
美国芝加哥复健研究所的Todd A. Kuiken, M.D., Ph.D.及其同僚对5名上肢截肢的患者进行了评估,这些患者都接受了TMR手术。这一研究是在2007年1月至2008年1月之间进行的。该研究还包括 5名没有截肢的对照者。所有的受试者都得到指令来做不同的手臂运动,而他们控制实体义肢的能力则由研究人员来测量。
结果发现,肘部和腕部运动(即肘部屈/伸、转腕及腕屈/伸)的平均运动选择时间在TMR患者中为0.22秒,在对照组中为0.16秒。其肘部和腕部运动的平均运动完成率很高(TMR患者为96.3%,对照组为100% )。TMR患者的肘部和腕部运动的平均运动完成时间为1.29秒,而对照组为1.08秒。对这2组来说,手部的抓握时间比臂膀运动的完成时间要长;TMR 患者的手部抓握的平均运动完成时间为1.54秒,对照组为1.26秒。
有3名患者可以示范使用高级义肢中的控制系统,其中包括机动化的肩、肘、腕和手。
文章的作者写道:“这些早期的实验证明了用TMR来控制复杂的多功能义肢的可行性。在做现场测试之前还需要做更多的研究和开发。在本研究中所测试的义肢作为早期的原型其表现很好。我们还需要做进一步的改进,并且已经做了规划,其中包括缩小这些高级义肢的尺寸,减少其重量并增加其结实度”(来源: EurekAlert! 中文版)
(《美国明升手机版协会期刊》(JAMA),2009;301(6):619-628.,Todd A. Kuiken,Kevin B. Englehart)
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