假肢的 Arm 技术,检测脊髓神经信号由团队开发

假肢的 Arm 技术,检测脊髓神经信号由团队开发

若要控制的假肢,病人不得不认为像他们正在控制幻臂和想象一些简单的演习,如两个手指捏在一起。传感器技术解释从脊髓运动神经元发出的电子信号,并使用它们作为命令。

运动神经元是位于脊髓的神经细胞。其纤维,称为轴突,项目外脊髓来直接控制身体的肌肉。

目前市场上的机械臂假肢受控制,用户在他们的肩膀或手臂,通常都破损的残肌肉的抽搐。这项技术是相当基本的它的功能,只执行一个或两个抓命令。这种缺点意味着,全球约 40%-50%的用户放弃这种类型的机器人假肢。

在今天的研究团队发表在自然生物医学工程,说身体截肢,而不是残肌肉纤维的损伤部位检测信号从脊髓运动神经元意味着连接到假肢的传感器可以检测到更多的信号。这意味着,最终才可以编程更多的命令,到机器人假肢,使更多的功能。

更有用的病人

达里奥法里纳博士,现在根据伦敦帝国学院,进行很多的研究在大学医疗中心哥廷根。研究在一起与博士 Farina 合著在欧洲、 加拿大和美国。

Farina 博士,从生物工程系和生物医学工程研究所帝国,说:”当一条手臂切除的神经纤维和肌肉都还切断了,这意味着它是很难从他们操作假肢得到有意义的信号。我们尝试了一种新的方法,将焦点从肌肉移动到中枢神经系统。这意味着我们的技术可以检测和解码信号更清楚,开放可能远更直观、 更有用的病人的机器人假肢的可能性。它是研究的一个非常激动人心的时刻,在这一领域。

研究人员进行了基于实验室的实验与六名志愿者,那些要么被截肢者从肩膀下来或弯头的上方。培训一些理疗,截肢后能够做出更广泛的运动可以使用肌肉控制的经典比机器人假肢。他们通过比较他们对以往的研究对肌肉控制机器人假肢的研究得出了这个结论。

志愿者们能够移动肘关节和做径向运动 — — 运动手腕从一边到另一边 — — 以及打开和关闭的手。 这就意味着用户所有基本的手和手臂功能的真正的胳膊。

需要进一步完善,使技术更可靠,但是研究者当前模型在三年内可以在市场上。

外科手术

参加这项研究,志愿者在接受手术医疗维也纳大学涉及改道的他们周围神经系统 (PNS),用手和手臂的动作,在他们的身体健康肌肉连接部件。根据截肢的类型,此改道也被定向到胸肌的胸部或手臂二头肌。这使团队可以明确检测的电气信号从脊髓运动神经元 — — 团队比作放大信号的过程。

要创建技术,研究者解码和映射中电信号从重新路由的神经细胞发送的信息的一些,然后解释他们的计算机模型。这些模型,然后比较健康的患者,帮助他们以证实结果模型。最终,科学家们想要解码从这些运动神经元,发送的所有信号背后的意义,因此他们可以编程全套的胳膊和手功能的假肢。这就意味着,用户可以使用的假肢几乎一样无缝地好像是他们自己的手臂。

然后,团队具体运动神经元信号作为命令编码成假肢的设计。他们然后连接传感器修补手术作为一部分的改道的程序,被连接到假肢的肌肉上。被截肢者同物理治疗师,使他们能够了解如何通过思考特定幻臂和手命令控制设备。

这项研究已与实验室测试团队对举证责任的概念阶段结束。下一步将涉及大量的临床试验与更广泛的截面的志愿者,技术使能更健壮。

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