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佩戴假肢能夠改善肢體缺失患者外觀，幫助其恢復肢體功能，尤其是對心理調整、心理恢復很有好處。患者戴假肢后能夠有更強的自理能力，可以更好地完成社會生活及工作。為截肢者提供質量優良的假肢是社會、行業、患者共同的需要。
多因素驅動行業發展
近年來，國家高度重視殘疾人康復服務需求。２０１６年１０月，國務院發布《關于加快發展康復輔助器具產業的若干意見》提出，推動“醫工結合”，支持人工智能、腦機接口、虛擬現實等新技術在康復輔助器具產品中的集成應用，支持外骨骼機器人、照護和康復機器人、仿生假肢、虛擬現實康復訓練設備等產品研發。為截肢者提供反饋自然的假肢是現階段我國康復事業發展的迫切需求。
咨詢機構調查顯示，２０１８年，全球上肢型假肢市場規模已達１０億美元，年復合增長率超過１１％，市場規模有望在２０２０年增長至２３億美元。
目前，我國上肢功能性假肢行業市場需求從低端的機械型假肢向肌電型假肢過渡，高端產品市場需求較大。數據顯示，２０１７年，我國上肢功能性假肢產量為２．４６萬件，同比增長７．７％。預計２０２３年，我國上肢功能性假肢需求量將達５．１０萬件。
目前雖然已有不少成熟的假肢手產品，但有調查顯示，成年假肢用戶對假肢的拒絕率達４５％，其中近端截肢者、高齡截肢者對于假肢手的排斥率較高。除了存在磨損等舒適度問題之外，假肢手拒絕率高的主要原因還在于其感知能力低、假體與感知需求之間存在差異等。假肢手能夠輔助截肢者完成一定的基本動作，但缺乏可靠的感覺反饋是產品面臨的較大挑戰，在很大程度上阻礙了其實用性和功能體現。真正實現假肢手的感知反饋不僅需要解決諸多技術問題，還需要解決大腦、神經方面的科學問題。
感覺反饋增強使用體驗
機械上肢型假肢使用感的人性化，高度依賴假肢的反饋技術。近幾十年來，許多研究致力通過植入電極、感覺神經功能重建等有創方式，或通過機械反饋、振動反饋、電觸覺反饋等無創方式實現假肢手的感覺反饋，一定程度上提高了假肢手的操作能力和截肢者對假肢手的接納度。
植入性電極
植入性電極技術通常包括在神經內植入縱向束內電極、束內電刺激陣列、猶他斜面刺入式電極陣列及扁平束內電極等植入性神經電極。
洛桑聯邦理工學院研究發現，在截肢者殘端的尺神經和正中神經處植入束內多通道電極可實現神經內刺激。植入神經電極后，截肢者使用假肢手對物體大小、高度的辨別準確率達７５．５％。雖然植入性神經電極能給截肢者帶來假肢手的感覺反饋效果，但這種方法也會帶來一定風險，其需要使用大量自體神經組織，并對神經組織有一定損傷。此外，植入神經電極也有弊端：一是該技術不一定能將電極如愿配置在神經內部所需位置；二是移植后不容易固定電極體，電極容易受外力影響而游動，因此不利于長期移植。
腦感知皮層微電流刺激
除了在截肢殘端植入電極生成刺激形成反饋外，目前還有不少研究致力于在大腦皮層植入電極形成腦機接口，使高位截肢者通過腦電控制假肢，提供假肢反饋。一個植入性電極陣列可以記錄１００～２００個神經元的信號，記錄下來的神經信號最終會被編譯為相應的運動指令，從而驅動假肢完成運動。
美國加州理工學院的研究團隊曾在大腦皮層表面約３毫米深的組織中采集腦電信號，將大腦皮層深層的神經信號傳輸到計算機，通過大量訓練使患者逐漸掌握如何用意念控制假肢手。目前的大腦皮層植入電極一般可以使用５年，但仍然存在兼容性、電極偏移等問題。腦機接口雖然是一項突破性技術，但離實際應用還有一段距離。
誘指感反饋
截肢后的殘端部位與手指存在一定的解剖映射關系，利用這種映射關系可以刺激殘端使截肢者感到其失去的手指被觸摸，這種現象被研究者稱為誘指感現象。
經皮神經電刺激可以在截肢殘端實現誘指感。經皮神經電刺激的電流脈寬、幅度、頻率等參數可調節，可不同程度地刺激皮膚中的感受器及神經末梢，從而使截肢者產生多種感知，如輕觸、按壓、震動、麻木、疼痛等。該感覺反饋技術因其無創、自然等特點，成為現階段假肢手感覺反饋領域研究熱點，被認為是可能實現的、最自然的假肢手感知反饋方法之一。
視覺反饋
大腦對于假肢的感知和理解，很大程度上依賴于視覺通路，因此視覺反饋對于假肢手來說是很重要的反饋方式。東京大學研究者設計了一套虛擬現實與觸覺反饋結合的系統，可用于緩解截肢者的傳入阻滯性疼痛。截肢者健側手掌佩戴數據反饋手套，頭戴ＶＲ設備，在ＶＲ環境中用健側手去抓取目標物體，通過相關設備與數據反饋手套捕捉截肢者健側的運動，將健側運動在ＶＲ環境中鏡像為殘肢運動，即由真實健側手控制虛擬患側手完成抓取任務，任務完成時會有聲音和振動提示。在虛擬現實和振動反饋下，截肢者疼痛感明顯減輕。
２０１６年，哥德堡查爾默斯理工大學研究團隊在一項研究中，利用網絡攝像頭對截肢者殘端的識別碼進行定位，隨后在屏幕上將虛擬假肢與殘肢對齊，通過對肌電圖的分析獲取殘肢端的運動速度，同時顯示虛擬假肢并引導截肢者完成相應康復動作。訓練一年后，截肢者的幻肢疼痛感降低了４７％。隨后在此基礎上，２０１８年有研究通過對殘肢端肌電圖進行解碼，通過偵測殘肢端肌電信號判斷截肢者的動作意圖，然后將動作投影在屏幕上，截肢者看著屏幕，就像對著鏡子做動作，增強了假肢使用體驗。
提升反饋效果是關鍵
目前，我國假肢市場中，Ｏｔｔｏｂｏｃｋ和Ｏｓｓｕｒ兩大國外品牌占據較高市場份額，國內上肢功能性假肢大型企業數量較少，僅有科生等少數幾家規模稍大的企業。在核心技術方面，國外品牌假肢產品覆蓋面全、假肢類型多、控制與反饋效果好；國產假肢具有成本優勢，但使用效果與國外品牌相比仍有差距，競爭力有待提高。
隨著科技的發展，不少先進技術逐漸應用于假肢研發。目前，市面上已經出現多款仿生假肢，與真實肢體一般無二，但假肢較高的拒絕率和較低的普及率仍然是很嚴峻的現實問題。為假肢用戶提供易于使用、感覺反饋可靠的假肢，需要工程師、醫生從工程技術、神經科學等多方面聯合考慮。
在政策紅利和科技發展的背景下，上肢型假肢行業一方面展現出方興未艾、大有可為的發展趨勢，另一方面也面臨著核心技術、康復配套環境的差距，未來發展任重而道遠。
注：文章來源于互聯網
