截肢者参加UT Southwestern的神经接触研究

2018年2月25日15:02:20 发表评论

截肢者参加UT Southwestern的神经接触研究

迈克尔“肖恩”芬德利是一名44岁的截肢者,他的左上臂出现了一个线束,他正在与一个西南犹他大学队合作,帮助改变机器人手部生物反馈的方式。最终,他希望这项研究可能导致最接近每个截肢者手中的感觉。

在得克萨斯州Mount Pleasant的一家制造车间发生的一起2005年冲床事故使得Findley的左手手指受伤。在接下来的四年中,达拉斯人在2009年决定在中场进行选择性截肢之前接受了13次恢复性手术。然后他配备了一个功能良好的假手。

在2017年10月下旬将电极临时植入UT Southwestern的残肢之后,Findley先生每周从他在Mount Pleasant的家中开车,充分利用90天的研究窗口,这是Dr. Jonathan Cheng的HAPTIX神经接口研究。在最近的一个星期五,芬德利先生重新学习了挑选不同的小重量所需的指尖压力,因为这些读数被输入到由研究小组监测的几张电子图表中。

陆军元老,芬德利先生从1993年到1999年服役。他愿意参加这项创新研究并完成多次前往达拉斯的旅程,这一点很容易理解。

“我在海军陆战队中有一个19岁的儿子,你希望他们都远离伤害的方式,但是你想尽你所能,”芬德利先生说,他的声音充满激情。“如果事情真的发生了,那么,你知道你可能在某种程度上有所帮助,你必须有人愿意这样做,而且只要他们愿意,我就会来这里。”

联邦政府的Hand Proprioception和Touch Interfaces(HAPTIX)计划旨在创建一个假手系统,它可以像天生的手一样移动并提供感觉。UT西南部整形外科副教授郑博士说,他相信身体的自然神经沟通路径 - 即使是被切断的 - 也可以使用人工信息桥梁。

郑博士的研究从动物模型发展到人类,侧重于截肢后留在肢体中的完好神经的交流。其他研究已经将电极插入大脑的控制区域。然而,UT西南队相信前臂神经的单独工作量将提供最佳的功能途径。

郑博士说:“大脑复杂而且总是在变化。“相比之下,大脑外的神经就像有生命的线:一根纤维连接到一个东西。”

几十年来,对截肢者的机器人手研究一直在进行。尽管手可同时执行多达22种不同功能,但市面上最复杂的机器人手只能控制三种不同的功能 - 一次一个。郑博士说,美国国防高级研究计划局(DARPA)资助了15多年来开发更先进的机器人和控制系统。从那以后,出现了两种技术先进的研究级机器人手,其中二者具有20至30个不同的功能。

尽管技术先进,但这些最新的机器人手尚未在患者中显示出实际应用,因为人机界面尚未掌握; 使用这些高级机器人手的患者无法感觉到它们或自然控制它们。以前由DARPA资助的研究表明,在大脑表面植入电极(电接触)有助于,但由于需要进行脑外科手术以及解码大脑信号的极端复杂性,因此该技术尚未应用于许多患者。郑博士和其他研究人员最终都在努力达到键盘上打字或演奏乐器所需的灵活程度和敏感度。

“问题不在于截肢者或机器人手,”郑博士说。“问题一直是两者之间的生物界面。”

DARPA的支持来自神经公司,其中郑博士是创始人。该公司的DEFT(通过有针对性的灵巧手控制)研究有五个参与机构,包括UT Southwestern,并使用Nerve Inc.的FAST-LIFE电极。郑博士拥有神经公司的投资权益

UT Southwestern团队的前两名人类参与者 - 都是手部截肢者 - 都将电极连接到尺神经。尺神经在前臂的长度上延伸,手中有15个小肌肉结束。尺神经控制着每种类型的手部运动,加上触觉和运动感觉。

“这是一个非常直接的途径,”郑博士说。“在我的日常临床实践中完成周围神经重建期间,这些神经的组织是相当可预测的。”

Findley先生是UT Southwestern研究人员继续从事生物学和生理学研究的四位临床试验参与者之一。该组包括手和前臂截肢者,推进调查以包括前臂中位和尺神经。目标是恢复患有机器人手的患者的感觉。

“感觉你的手在这里绝对是目的,”郑博士说。“对于我所有的其他患者,能够用手感觉是强制性的,对于使用机器人手的患者应该没有什么不同。”

在他接到他的假手后,Findley先生在Lowe的工作 - 首先在仓库工作,后来作为多样性和外展专家 - 在2012年全职接听牧师的电话之前。他和他的妻子Rachel有一个五个孩子的混合家庭 - 布列塔尼,JC,莎拉,迈克尔和Ty,仍然住在家里的高中二年级学生 - 还有两个孙子。

他在Mount Pleasant的会众会定期接受布道言论。“当我告诉他们你可以克服困难的情况时,人们会倾听并相信它,如果你问的话可以得到帮助,或者即使他们看起来不一样,人们也是一样的。”芬德利说。

“我的生活已经改变了,但我是一个以目标为导向的人,”他说。“我的心态一直是,'我们正在向前迈进。'”

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