麻省理工科研团队开发出新型截肢手术方式AMI

来自麻省理工大学的一支科研团队近日开发出了一种新型截肢手术方式 ,能够让患者“感觉”到这些假肢。 科学家开发了名为主动肌-拮抗肌神经界面(AMI),在截肢之后将配对的断裂端被重新连接在一起。这样做可以重新连接它们的通讯系统,让大脑更好地判断缺失的肢体部分在三维空间中的位置。

手臂和腿部的大多数运动都涉及两块连接的肌肉,其中一块负责肌肉拉伸,而另一块负责肌肉收缩。这些肌肉被称之为主动肌-拮抗肌配对(agonist-antagonist pairs),其中最典型的例子就是肱二头肌和肱三头肌,当一个人弯曲手肘时,肱二头肌收缩,肱三头肌拉伸。这种拉伸运动会将感觉反馈信息传递给大脑,帮助大脑追踪手臂的位置。

而在目前大多数截肢手术中,配对肌肉的连接端被切断,使它们无法正确地相互沟通。因此,发送到大脑的肌肉信号是混乱的。这意味着许多截肢者最终不得不用视觉观察他们的假肢在做什么,以指导其运动。

在 2017 年进行实验室大鼠测试后,约有 25 名患者在哈佛大学附属的布里格姆妇女医院接受了 AMI 手术。麻省理工学院的科学家对其中的 15 人进行了评估,他们每个人都进行了一次膝下截肢手术。

测试内容包括让患者双腿支撑着躺下,没有安装假肢。然后,他们被要求弯曲他们完整的踝关节和他们的 "幻肢 "到不同程度,而双腿上的电极监测肌肉的电活动。与接受传统截肢手术的对照组相比,AMI截肢者被发现对他们的幻肢踝关节有更精细的控制--事实证明,他们截肢腿残端的电信号与完整腿的电信号明显更相似,而脚踝实际上是在移动的。

同样,大脑扫描显示,他们从残余肌肉中获得了更多的感觉反馈。而作为一个副作用,AMI 组报告的残余肢体的疼痛要少得多。还需要进一步的研究,以了解该程序的好处是否确实导致对实际连接的假肢更好的控制。还需要注意的是,科学家们已经开发了一个被称为“再生AMI ”的手术版本,其中移植的肌肉片段可以用来重新连接之前在传统截肢手术中被切断的主动肌-拮抗肌配对肌肉。

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