新的仿生腿和外科手术使人们在截肢后能够更好地控制行走

在一项临床试验中，研究人员使有假肢的人能够以与没有截肢的人相同的速度行走。实验性手术涉及重新连接人腿部的肌肉，这使它们能够产生触发假肢运动的电信号。

该手术可以帮助截肢患者适应以不同的速度行走和在各种地形上移动。研究结果于7月1日发表在该杂志上自然医学.

“我们能够展示仿生行走的第一个完全神经控制，”宋贤根该研究的第一作者、麻省理工学院的研究员告诉华盛顿邮报的莉泽特·奥尔特加。

“它为用户提供了如此高的灵活性，更接近于生物腿的工作方式，”托马索·伦齐犹他大学（University of Utah）的一名生物医学工程师没有对这些发现做出贡献，他说：自然新闻'米里亚姆·纳达夫。

残疾人运动员艾米·彼得拉菲塔 （Amy Pietrafitta） 于 2018 年作为研究参与者接受了手术。“手术是独立的，”她告诉麻省理工学院技术评论莎拉·沃德。“我觉得我的腿又回来了。”

目前，假肢依靠机器人控制来行走。假肢通过预定义的命令来响应环境和人的步态，这些命令决定了运动。这意味着人们无法完全控制假肢，根据陈述来自麻省理工学院。

“当我走路时，感觉就像我正在被走路一样，因为算法正在向电机发送命令，而我没有，”休·赫尔该研究的合著者在麻省理工学院创造了仿生肢体，他对华盛顿邮报.Herr使用了两个机器人假肢，因为他的双腿在一次攀爬事故后都从膝盖以下截肢。

Herr和其他研究人员一直致力于开发一种外科手术和仿生肢体，它们共同提供了类似于没有截肢的人所经历的功能。在这项新研究中，他们给七名膝盖以下截肢的人进行了实验性手术，其中他们连接了一对肌肉，这些肌肉共同控制了腿部。

该过程允许肌肉相互交流。一般来说，肌肉成对工作：一块收缩，另一块拉长以产生运动。但是，传统的膝下截肢会破坏这些相互作用，干扰一个人准确感知假肢位置的能力。

此外，连接这些肌肉使它们能够产生与腿部运动相关的电信号，这些电信号是与完整支路中的信号非常相似.参与者使用了一条仿生腿，该腿带有动力脚踝和可以检测这些信号的电极，使该技术能够响应来自大脑的命令。

为了测试他们手术的有效性，研究人员随后将这七名参与者与其他七名接受传统膝下截肢手术的人进行了比较。所有参与者都使用相同的仿生肢体和电极传感器。

比较表明，与接受传统手术的人相比，接受新外科手术的人的步行速度提高了41%，使他们能够以类似于在平地上行走时没有截肢的人的最高速度移动。他们还可以更好地避开障碍物，更自然地爬楼梯和斜坡。手术后，他们的疼痛和肌肉萎缩减轻了。

“我实际上发现很了不起，在如此少的学习下，他们能够取得如此好的成绩，”列维·哈格罗夫西北大学的一名神经工程师没有参与这项研究，他告诉自然新闻.“他们会在更长的住宿时间里看到更多的好处，戴上这个设备。”

“这非常酷的地方在于它如何利用外科创新和技术创新，”康纳·沃尔什在哈佛大学开发可穿戴辅助机器人的人没有对研究结果做出贡献，他告诉华盛顿邮报.

研究人员仍然需要了解肢体如何在实验室环境之外工作。但到目前为止，大约有60人接受了这种类型的手术。

该手术在与截肢手术同时进行时效果最好，尽管它在很久以前接受过截肢手术的人中仍然效果良好。英国《金融时报》克莱夫·库克森。根据该出版物，Herr希望该产品将在大约五年内上市。