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上肢假肢功能受限及缺乏感觉反馈致高弃用率。研究人员开展植入式体感电神经刺激与传感（iSens）系统研究，验证其慢性稳定性及对控制器性能影响。结果显示系统可行，为长期家庭使用临床试验奠定基础，有望改善上肢缺失者生活质量。
在现代医疗科技不断发展的今天，上肢缺失人群却仍面临着诸多困扰。传统的上肢假肢虽然在一定程度上能帮助他们恢复部分功能，但功能的局限性、缺乏感觉反馈等问题，让许多患者不得不放弃使用假肢，重新陷入生活的不便与心理的阴霾之中。就好比一个失去双手的人，即使装上了假肢，却依然无法像正常人一样感知外界的触摸，无法灵活地完成各种日常动作，这不仅影响了他们的生活自理能力，还对他们的心理健康造成了沉重打击。
为了解决这些难题，来自美国 Case Western Reserve University、Louis Stokes Cleveland Department of Veterans Affairs Medical Center 等机构的研究人员展开了深入研究。他们致力于研发一种全新的系统，以实现更好的假肢控制和感觉反馈，提高上肢缺失患者的生活质量。经过不懈努力，他们成功进行了植入式体感电神经刺激与传感（iSens）系统的首次人体应用研究，并将研究成果发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》上。这一研究成果意义重大，为上肢缺失康复领域带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先是手术植入技术，为两名单侧经桡骨截肢患者植入 iSens 系统，包括复合扁平接口神经电极（C-FINEs）和四头肌内（TIM）电极。其次是数据采集与分析技术，通过定制的 MATLAB 图形用户界面进行周围神经刺激和肌电（EMG）记录，并对多种数据进行统计分析，以此评估系统性能。
下面来看具体的研究结果：
- 植入系统的稳定性：通过对两名参与者的长期观察，发现 iSens 系统在无线连接下，其神经外袖带电极和肌肉内电极具有慢性稳定性。例如，一名参与者的植入系统稳定运行超过两年，另一名虽因不明原因感染在四个月后取出系统，但在这期间电极也保持了一定的稳定性。这表明该系统在长期使用方面具有很大潜力。
- 周围神经刺激的效果：研究发现，周围神经刺激产生的体感感知在位置、质量和强度方面表现出一定的稳定性。刺激感知位置分布在手部、手腕和残肢等部位，且部分电极触点的感知位置稳定性较高。同时，参与者对刺激产生的触觉、本体感觉和疼痛等感觉的描述频率在实验过程中大多保持稳定。这说明该系统能够有效地产生稳定的感觉反馈。
- 肌电传感模块的性能：iSens 的肌电传感模块在通道串扰方面表现稳定，能够可靠地记录与预期手部和手臂运动相关的 EMG 活动，同时有效抑制刺激伪影。大部分 EMG 通道在有刺激和无刺激情况下都能保持高质量记录，为假肢控制提供了可靠的数据支持。
- 假肢控制的表现：参与者 S01 使用 iSens 系统，在虚拟环境中成功以 3 自由度（DOF）控制虚拟手，且在有刺激和无刺激情况下，完成目标姿势匹配的成功率都很高。虽然刺激使到达目标的时间略有增加，但路径效率不受影响。在日常生活功能测试中，刺激虽未显著提高功能表现评分，但 S01 认为刺激感觉对完成任务有帮助。这表明该系统在假肢控制方面具有较好的效果，且感觉反馈能在一定程度上提升用户体验。
研究结论和讨论部分指出，iSens 系统作为一种无线连接的双向神经假体系统，为上肢缺失康复提供了新的解决方案。它避免了经皮系统的诸多弊端，如需要长期维护导线、感染风险高、携带外部设备不便等。同时，该系统的组件表现出长期临床使用所需的慢性稳定性，能够实现稳定的感觉反馈和肌电控制。然而，研究也存在一些局限性，如 S02 因感染取出系统，提示需要优化手术准备程序；目前仅在实验室环境进行测试，还需开展家庭试验进一步评估其效果。但总体而言，这项研究为上肢缺失康复领域开辟了新的道路，为未来神经接口传感器运动恢复技术的应用提供了重要的理论和实践基础，有望推动上肢假肢技术的进一步发展，改善更多上肢缺失患者的生活。
