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第一例神经义肢人体临床试验成功,完爆3D打印 l 医学慕课

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前一阵子,回想起电影《美国队长2》火爆的打斗场景至今让人震撼,不知大家对这部电影里冬日战士——巴基的那条能和队长玩接飞盘游戏的电子手臂是否还有印象?没错,就是那条电子手臂为他提供了超级力量和超快速度,掀翻汽车抓住子弹都是小儿科,更别提发射电磁波干扰电子仪器之类的高级功能了。




本期小编要为大家介绍的科技是神经义肢,和巴基的电子手臂类似,当然,目前它还远不像电影中的那种强力,但和当前临床中普遍使用的义肢相比,它已经算是2.0高配版了,而且完爆3D打印义肢。


在介绍神经义肢之前,先来看看现在常用的几种义肢是怎样的。




【传统义肢】


传统假肢是指历来采用由木材、皮革、铝板、塑料等材料制作的插入式接受腔和配戴悬吊装置的壳式假肢。这类假肢的接受腔是圆锥形插入式,底部开口(用于圆锥形残肢,长期穿用后残肢软组织萎缩);膝关节采用铰链式。目前,传统式假肢一般只供给那些已往习惯穿用的截肢者或制作低档假肢。



传统医疗假肢的特点:

  • 颜色不够自然,使用起来有些僵硬,并且材质不够舒适。

  • 患者虽然通过佩戴后得到了些许的便利,但是也是由于仿真度不够,但心理上还是有些自卑,感觉不像真的。




【3D打印义肢】


近年来,3D打印技术应用风潮在美国兴起之后,快速席卷全球。在专业的医疗领域,3D打印技术的新应用也是层出不穷,仅在骨科应用上,用3D打印人体的骨骼模型、人工关节都已有先例。


和普通打印机工作原理基本相同,3D打印机在快速成型装置内装有打印材料,利用三维计算机辅助设计的数据模型控制把‘打印材料’一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。




3D打印义肢的特点:

  • 制作和安装及训练病患使用周期大大缩短,费用低廉,成本不到传统义肢造价的十分之一。




【神经义肢】


神经义肢,又叫智能假肢,生物电子装置,是指医生们利用现代生物电子学技术为患者把人体神经系统与照相机、话筒、马达之类的装置连接起来以嵌入和听从大脑指令的方式替代这个人群的躯体部分缺失或损毁的人工装置。




神经义肢:

  • 能自动调节,使假肢与原来的肢体功能更接近。

  • 具备较好的仿真造型,美观耐用。


神经义肢的构想其实并不新鲜,美国国防部先进研究项目局在该领域就已经研 究了将近20年时间,但受各种技术限制,很多全球神经义肢技术仍处于研发阶段。


2014年 4 月,美国工程师 Chad Bouton 和神经学家 Ali Rezai 带领的研发团队,通过手术在一名患者的运动皮层中植入了微小的电极阵列。经过两个月的前期测试以后,患者开始尝试控制手臂的张开和闭合等动作;在经过多年的尝试以后,他现在已经可以控制手臂完成更多的动作了。



 

而今年2月,瑞士洛桑联邦理工大学的米克拉教授和意大利圣安娜高等学校的联合研发团队,已经成功完成了神经义肢的第一例人体临床试验。


至今,世界上只有唯一一个成熟的机械义肢------DEKA义肢,得到了FDA的批准。该装置由Segway的发明者Dean Kamen的公司开发,尺寸与重量基本与成人的手臂一样。该义肢由植入在残留肢体中的肌动电极控制。传感器会收集上臂肌肉运动时的电信号,而义肢中的计算机可识别出使用者的操作类型。虽然它在某一特定范围的应用较为成熟,但要造福广大百姓还远远不够,还有待于进一步研究的深入加以解决实际应用中的其他问题。



 

人体神经义肢从科研走向普及应用已经迈出了第一步,随着纳米传感、微电子等技术的发展,它的功能还会越来越强大,甚至在神经修复方面也存在着潜在的治疗作用。所以,尽管目前尚存在各种的困难和障碍,但是在可以预想的未来,专为残障人士研制的“第二生命之手”必将很快和大家见面。


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