研究团队开发仿生手重建治疗算法

维也纳医科大学(MedUni Vienna)和维也纳总医院外科的Oskar Aszmann领导的研究小组开发了一种治疗算法或方案，可用于确定哪些臂丛神经丛损伤(臂丛神经综合征)的患者最可能受益于用肌电(仿生)假体替代他们麻木和无功能的手。

臂丛肌是一个感觉和运动神经纤维网络，由下颈椎和上胸椎的脊神经发出，并汇聚形成肩、臂和手的神经。在臂丛神经根撕脱损伤后，有一系列的外科手术可用于恢复神经和肌肉功能。这些运动通常可以恢复肩膀和上臂的稳定性和灵活性，在少数情况下，还可以恢复手和手指的灵活性。然而，在某些情况下，手被当作无用的附属物。

作者引用了他们在2011年至2015年期间在维也纳医科大学/维也纳总医院整形重建外科就诊的肱神经丛损伤患者的经验。在这些病例中，有16例神经损伤非常严重，以至于任何手术干预都无法恢复手部的足够功能。这些患者被提供了一种仿生选择:用肌电假体代替他们无用的生物手——仿生手。

当得知这种新颖的治疗方法被提供给世界上第一批接受仿生重建的患者时，国际媒体广泛报道，如《华尔街日报》、《卫报》、《纽约每日新闻》、英国广播公司等许多纸媒、网络和电视媒体。

作者开发了一种仿生手结构的治疗算法，包括以下步骤:

1.病人的生理和心理评估。患者必须仍然能够使用他们的肩膀和肘部，但他们的手不再有任何运动或感觉能力。此外，病人必须有足够强大的心理来应对相关的情绪挑战。

2.记录下臂肌肉的肌电信号。控制仿生手需要两个独立的信号。如果出现的信号少于两个，则可以进行手术治疗。

3.可选:对健康肌肉进行选择性神经转移和/或移植的手术，以改善不存在至少两个肌电图信号的下臂神经传导和肌肉激活。

4.大脑训练:这种生物反馈训练可以对神经重新支配的肌肉做出反应，以控制手和下臂的运动。

5.“尝试”一只混合手:患者在手被截肢前学会用自己的电信号控制假肢。

6.截肢无用的生物之手。

7.用肌电假体替换生物手，然后进行额外的训练和仿生手功能检查。

目前已有5名患者在很久以前(至少在最后一次假体调整后3个月)做过手术。使用“动作研究手臂测试”(ARAT)、“南安普顿手评估程序”(SHAP)和“手臂、肩膀和手的残疾”(DASH)问卷记录这些功能结果。所有5例患者的手部功能均有显著改善，并在整个随访期间保持不变。

首席研究员阿兹曼说:“一旦患者习惯了与仿生机器人合作手5例患者中有3例严重的传入性疼痛(注意:神经被切断的人所感到的慢性疼痛)减轻了。”根据作者的说法，“患者报告了他们每天佩戴假体的时间长短与疼痛减轻之间的主观相关性。如果他们无法佩戴义肢，因为义肢正在进行定期的‘维护’，疼痛会在几天内再次加剧。”

在撰写研究论文时，其余11名患者仍处于算法的早期阶段。

关于研究结果，阿兹曼说:“25年来，我一直在治疗患有严重周围神经损伤的患者。研究论文中描述的仿生重建代表了一个真正的转折点，因为它确实有帮助病人他们没有其他选择，让他们重拾希望。”