堪比正常人的肌电假肢,让截肢者信“手”拈来

梅奥医学中心(Mayo Clinic)的研究人员针对此问题进行了研究,开发了一款名为SoftHand Pro(SHP)的新型机械手。



据世界卫生组织估计,约16%的截肢会降低上肢功能。20世纪60年代,肌电假肢出现,可以将用户的残余肌肉信号转化为电动假肢的运动信号。经过数十年的发展,肌电假肢技术已经取得了多项进步。然而调查结果显示,在功能、舒适性、成本、耐用性与外观方面,用户对上肢假肢设备的满意度仍然很低。

梅奥医学中心(Mayo Clinic)的研究人员针对此问题进行了研究,开发了一款名为SoftHand Pro(SHP)的新型机械手。

该机械手包含一个电机,与其他电子设备安装在手背上。手指部分采用浮动的关节设计,通过背侧的弹性带连接。相比于固定连接的传统假肢,这种非刚性配合具有两个独特的重要功能:手部的运动可以按照基线轨迹进行,但如果存在相互作用力,又可以实现具有一定偏差的保形抓取;关节可以过度伸展、扭曲和脱臼,然后自动恢复到原来位置。因此,这种结构允许更多的活动范围,适合更多场景和新的抓取模式。

研究人员将9名肢体完好的参与者和9名经桡动脉截肢的参与者分组进行训练。训练主要包括单手和双手的抓取、移动物体、捡东西、玩棋牌等。参与者分别用SHP和自己的假肢进行训练6-8小时,并在训练前后进行功能性测量。

上肢假肢结果测量(ULPOM)是一个国际上用于功能、残疾和健康分类的有效测量工具包。研究人员根据ULPOM的建议,采用上肢截肢者活动测量方法(AM-ULA)对参与者的上肢功能进行评估。

结果显示,上肢截肢者的活动量度都有显著提高。肢体缺失组的功能改善为4.71%,肢体完好组的功能改善为3.26%。此外,参与者对SHP的主观评价都是积极的。在扣衬衫纽扣和使用手机这两项任务上,SHP的效果更好。

值得一提的是,SHP还可以与手套一起搭配使用,以提高摩擦力。

Mayo Clinic的康复服务主任Karen L. Andrews说:“SHP可以为患者提供极好的选择方案。研究结果显示SHP的应用前景广阔,并为将来实现更多功能铺平了道路。”

参考网址:https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0205653

参考文献:Godfrey, S. B., Zhao, K. D., Theuer, A., Catalano, M. G., Bianchi, M., Breighner, R., ... & Andrews, K. (2018). The SoftHand Pro: Functional evaluation of a novel, flexible, and robust myoelectric prosthesis. PloS one, 13(10), e0205653.

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