发明者称,一种新型手术可以让截肢者更好地控制术后残留的肌肉,以及他们的假肢。
据新手术方法的开发者说,自美国内战以来,截肢的标准手术方法几乎没有改变。在他们的小型研究中,新手术还有助于抑制疼痛和感觉,如令人不安的“幻肢”综合症。
“在与所有这些病人合作的过程中,这实际上是我经历中最有价值的部分之一。他们非常愿意接受,也非常愿意尝试。”她是马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的博士后研究员。他是这项研究的主要作者。
斯里尼瓦桑说:“他们认识到,作为第一批接受这种新型手术的人,有一点风险。”“总的来说,他们很喜欢这个结果。我认为他们在手术后发现自己的活动能力和功能都好多了。”
在大多数截肢中,手术切断了控制受影响关节的肌肉对(激动剂/拮抗剂)。所以,上臂前部的肌肉不再和背部的肌肉一起工作了。
在这种被称为激动剂-拮抗剂肌神经界面(AMI)的新型手术中,外科医生重新连接这些肌肉对,使它们保持一直以来的推拉关系,并改善感觉反馈。
在这项研究中,研究人员比较了15名接受新手术的患者和7名接受传统截肢手术的患者。
研究人员测量了踝关节和距下关节的运动精度,这些关节允许足向内或向外倾斜。
患者被要求躺下,腿支在泡沫枕头上,没有义肢。他们被要求以25%、50%、75%和100%的比例弯曲完好的四肢和被截肢的四肢。
研究人员对比了来自肌肉的电信号,发现AMI患者的四肢电信号相似。这些病人可以更精确地控制他们的肌肉。
接受传统截肢手术的患者更有可能重复同样的动作,即使被要求在不同的水平进行弯曲。
在最近的另一篇论文中,研究小组报告说,AMI患者的大脑扫描显示了更多残留肌肉的感觉反馈。
由于失去了感觉反馈,传统的截肢会使患者更难知道自己的肢体在空间中的位置。斯里尼瓦桑说,当一块肌肉收缩时,另一块肌肉就没有相反的活动,大脑就会收到令人困惑的信号。
斯里尼瓦桑说:“传统上,这些领域在某种程度上是孤立的,这导致了机器人技术和假肢领域的巨大进步,但它们与人体的连接方式相对较少。”“将这两个学科结合起来,让边界更加无缝,似乎确实是解决这个问题的合理方式。”
该团队还为已经接受过传统截肢手术的患者开发了一种改良版的手术。这种方法被称为“再生AMI”,需要移植小肌肉段作为被截肢关节的推挽肌肉。
这些手术是由波士顿布莱根妇女医院(Brigham and Women's Hospital)的整形外科医生马修·卡蒂(Matthew Carty)博士完成的。
该研究结果最近发表在《华尔街日报》上 美国国家科学院院刊。
加州大学旧金山分校的整形外科医生理查德·奥唐纳(Richard O'Donnell)博士回顾了这项研究。
“我真的认为这篇论文是一个具有里程碑意义的进步,对改善截肢患者的生活和康复有巨大的潜力,不仅是膝盖以下截肢,也包括膝盖以上截肢和上肢截肢,”O'Donnell说。
他指出,与术前和接受传统截肢手术的患者相比,患者报告的疼痛减轻了。
一个人在截肢后会经历三种类型的疼痛:残肢疼痛;肢体部位的灼烧感或电痛,但已经不存在了;感觉缺失的肢体还在。奥唐纳说,其中一些与失去肢体后中枢神经系统的重组有关。
他说:“在激动剂和拮抗剂肌肉之间重新建立不是完全正常——但接近正常——的连接后,患者似乎感到较少的不适。”
O'Donnell建议,该手术还可以帮助截肢者维持剩余肢体的肌肉体积和体积,从而更好地控制假肢,减少损伤。
“你可以从文章中看到一些这方面的内容,”奥唐纳说,他注意到皮肤上的电极可以捕捉到肌肉信号。“我们的目标是尝试将这些肌肉信号转化为对机器人外部假肢的控制。”
他说,这是下一个阶段,研究人员已经开始在这方面取得成果。
“这将需要一段时间,”奥唐纳说。“就疼痛和肢体功能而言,实时的结果对现在和今天的截肢患者无疑是有益的。”