点击式人工手臂假肢
机器人肢体已经存在一段时间了;随着不断涌现的新技术和创新,它们在运动和力量方面都得到了改善。机器人肢体最新的发展是“点击式手臂假肢”。
之前也有一些用于神经退行性疾病或意外事故导致严重残疾患者的脑控机器人设备。但对于这些机器人设备,需要在大脑中植入芯片才能控制机器人手臂的运动。点击式假肢已经应用于腿部,并且已经存在一段时间了(从2009年开始);然而,它首次被用于手部,从而使患者能够通过自己的思维(想法)来控制假肢。新的发展也解决了因这些假肢而引起的感染、脱落和其他皮肤问题。
什么是假肢?
假肢/假肢设备或机器人肢体是一种人造装置,用于替代因疾病或意外事故而丢失的手、脚、牙齿或身体其他部位。这些假肢看起来与正常的身体部位(手臂、脚等)一样自然;并且通常具有一些共同特征,例如轴、钩、用于安装截肢肢体的套筒、用于固定肢体的悬挂装置以及化妆覆盖物。不过,康复需要一段时间。患者还需要适应新的身体部位,并开始独立地管理日常活动。
点击式手臂假肢背后的技术
荷兰的外科医生 Jan Paul Frölke 和康复医生 Henk van de Meent 使用了点击式假肢。借助技术创新,可以将人造肢体与思维联系起来,使其能够通过思维控制。就像真正的肢体一样,这种人造肢体旨在让患者感觉更贴近身体,因为大脑(就像自然肢体一样)会不断地与这种人造肢体进行交流。安装了该设备的手臂的运动通常由肩部控制。
到目前为止,许多人放弃了假肢,因为他们感觉不到与它的联系。但随着这项新技术的出现,解决患者的反应问题成为可能。还有其他一些设备,例如波士顿数字手臂、约翰霍普金斯大学的 Proto 1 和 Proto 2,可以实现假肢的运动。然而,这是第一次将设备精确地夹在骨头上。
同样令人着迷的是,点击式手臂假肢与患者的思维相连。在这个过程中,假肢直接插入患者缺失手臂的骨头上。在第一次手术中,机器人手臂通过一根插入患者剩余骨骼中的金属棒与身体连接。第二次手术在金属棒内连接一根较小的棒,其中一部分稍微突出,用于固定机器人手臂。在第三次手术中,进行一项称为靶向肌肉再神经支配 (TMR) 的手术,然后将机器人手臂点击固定。
在整个过程中,控制手部肌肉和前臂的神经被固定在上臂残端肌肉的部分。随着神经现在连接到(长入)肌肉中,这些肌肉会增强神经信号。患者可以开始想象打开和关闭他们的手来控制新的肢体。这些脉冲通过蓝牙接收/感受 - 肌带,一个电极环,连接到接收信号的手环,从肌肉中检测信号,将其发送到蓝牙,最终到达连接到手臂的小型计算机,并将信号传递给手,让其执行人(思维)希望的动作。此外,在康复过程中,患者学会使用自己的想法来收缩上臂的肌肉。当神经连接到患者的手臂肌肉并且手臂按预期工作时,这种感觉非常真实,同时也使患者感觉尽可能地正常。
荷兰的 John Baggerman 是世界上为数不多的几个接受了这种高度创新的机器人手臂的人之一。他的手臂在 2010 年的一起卡车事故中被截肢。进行了三次手术,为他安装了现代化的点击式机器人手臂。
习惯用机器人手臂做家务是一回事;但能够仅仅用想法来控制它,这绝对是一种特殊而高级的情感层次。