新型仿生膝與患者“貼身”組合

美國麻省理工學院研究團隊開發出一種新型“仿生膝”關(guan) 節假肢，與(yu) 傳(chuan) 統假肢相比，能夠幫助膝上截肢者行走更快，更輕鬆地完成爬樓梯、跨越障礙等複雜動作。這項成果發表在最新一期《科學》雜誌上，標誌著假肢技術從(cong) 被動輔助，轉向主動感知與(yu) 智能控製的重大飛躍。

傳(chuan) 統的假肢係統是將殘肢置於(yu) 接受腔中，而這種新裝置是直接與(yu) 用戶的肌肉和骨骼組織整合，從(cong) 而提升穩定性，並讓用戶對假肢的控製更加自然，仿佛其身體(ti) 的一部分。團隊指出，這種“組織整合式假肢”不僅(jin) 是一個(ge) 外接工具，更是與(yu) 人體(ti) 生理係統高度融合的智能裝置，使用戶獲得更強的“肢體(ti) 歸屬感”。

該係統的創新之處在於(yu) ，結合了一種名為(wei) 激動劑—拮抗劑肌神經元界麵（AMI）的新手術方法。這種方法通過手術重新連接肌肉對，使其在殘肢內(nei) 保持動態互動，提供感覺反饋，並產(chan) 生可用於(yu) 控製假肢的電信號。在此基礎上，團隊開發了一個(ge) 集成係統，不僅(jin) 能讀取來自AMI肌肉的信號，還將假肢植入骨骼結構中，從(cong) 而實現更高的穩定性和更精準的運動控製。

團隊設計了一種鈦棒植入技術，將其插入截肢部位的殘餘(yu) 股骨中。這種植入物不僅(jin) 提升了機械控製和承重能力，還內(nei) 置16根導線，可從(cong) 位於(yu) 體(ti) 內(nei) 的AMI肌肉電極獲取信息，從(cong) 而更準確地捕捉肌肉信號並轉化為(wei) 假肢動作。

這一整合係統被稱為(wei) e-OPRA（電子骨整合假肢係統）。在實驗中，兩(liang) 名受試者接受了AMI聯合e-OPRA植入。團隊將其表現與(yu) 另外8名僅(jin) 接受AMI但未植入e-OPRA的用戶，以及7名既無AMI也無e-OPRA的用戶進行了對比。所有參與(yu) 者都使用實驗室開發的動力膝關(guan) 節假肢進行測試。

測試內(nei) 容包括膝蓋彎曲到指定角度、爬樓梯和跨過障礙物等任務。結果顯示，在大多數任務中，使用整合係統的受試者表現優(you) 於(yu) 其他兩(liang) 組，特別是在需精細控製和動態平衡的任務中優(you) 勢更明顯。