上肢義手および末梢装置

上肢義手および末梢装置は、義手の末端部分であり、物体と相互作用し、把持、挟み込み、またはフック式の把握を提供するものです。これらは、解剖学的な手とスプリットフックやツールといった形態の違い、および、身体駆動ケーブルシステムから筋電信号によって駆動される筋電装置に至るまで、ユーザーがそれらをどのように制御するかという点で異なります。

Definition

上肢末梢装置とは、義手の末端に位置し、把握（義手、フック、または特殊なツール）を行う構成要素であり、ハーネスとケーブルを介した身体駆動、または筋信号によって駆動される外部動力（筋電）制御によって操作される場合があります。

Scope

このトピックでは、上肢末梢装置の機能と設計、主要な制御戦略（身体駆動および筋電、パターン認識と標的筋再支配を含む）、ならびに器用さ、フィードバック、重量、信頼性の間のトレードオフについて扱います。これは上肢の構成要素と制御に関する参照概要であり、処方や適合ガイドではありません。

Core questions

• 上肢末梢装置はどのような把持機能を提供する必要があり、手とフックはどのように異なりますか？
• 身体駆動および筋電制御戦略はどのように機能しますか？
• パターン認識と標的筋再支配は、多機能装置の制御をどのように拡大しますか？
• 器用さ、フィードバック、重量、信頼性の間にどのようなトレードオフが存在しますか？

Key concepts

• 末梢装置（手、フック、ツール）
• 把握と把持パターン
• 身体駆動（ケーブル操作）制御
• 筋電（外部動力）制御
• 直接制御対パターン認識
• 標的筋再支配
• 感覚フィードバックと装置重量

Mechanisms

末梢装置は、開閉する対向面（指またはフックの爪）を介して把握を生成します。身体駆動装置はハーネスとケーブルを使用し、肩または肩甲骨の動きによって装置が開閉するため、ユーザーはケーブルを介して固有の力フィードバックを得ることができます。筋電装置は、表面電極を介して残存筋からの電気信号を検出し、それを装置の動作に変換します。直接制御では、一対の筋肉部位が開閉を駆動し、パターン認識制御では、筋肉活動の協調パターンを解釈してより多くの機能を選択します。標的筋再支配は、残存神経を予備の筋肉に外科的に再配線し、追加の直感的な制御部位を作成し、多機能筋電制御に利用できる信号を改善します。設計は、器用さと把持の数と、重量、コスト、堅牢性、および現在の装置が提供する限られた感覚フィードバックとの間でトレードオフの関係にあります。

Clinical relevance

末梢装置の選択と制御戦略は、個人が日常のタスクをどれだけうまく実行できるか、また上肢義手をどれだけ容易に採用し継続して使用するかに影響を与えるため、選択肢を理解することはリハビリテーションにおける共同意思決定を支援します。このトピックは、参照と教育のために装置、制御方法、およびエビデンスを説明するものであり、個別の処方、適合、または外科的ガイダンスを提供するものではありません。

Evidence & guidelines

上肢義肢制御に関するエビデンスには、標的筋再支配を受けた特定のユーザーにおいて、パターン認識制御が機能的タスクにおいて従来の直接制御を上回ることを示す、対照研究およびランダム化比較試験が含まれます。より広範なエビデンスの多くは、実験室研究および小規模臨床研究で構成されており、上肢義肢の高い放棄率は、この分野における認識された課題として残っています。

History

上肢義肢は長らく、ハーネスとケーブルシステムによって操作される身体駆動のスプリットフックと手に依存していました。残存筋信号を用いた筋電制御は20世紀後半に発展し、その後の多関節手、パターン認識制御、および標的筋再支配の進歩は、ユーザーが直感的に操作できる機能の数を拡大することを目的としていました。

Debates

高度な筋電義手や多関節義手は、日常使用においてより単純な装置よりも優れていますか？

標的筋再支配後のランダム化比較試験を含む対照研究は、パターン認識制御がタスクにおいて直接制御を上回る可能性があることを示していますが、身体駆動装置は堅牢性、重量、およびフィードバックにおいて利点を保持しており、高い放棄率は全体的な優位性の主張を複雑にしています。

Seminal works

• kuiken-2009
• hargrove-2017

Frequently asked questions

身体駆動と筋電末梢装置の違いは何ですか？

身体駆動装置は、身体の動きによって駆動されるハーネスとケーブルを介して機械的に操作されますが、筋電装置は電極を使用して筋肉信号を検出し、電動モーターで末梢装置を開閉します。

標的筋再支配とは何ですか？

これは、残存神経を予備の筋肉に再配線する外科手術であり、追加の制御信号を生成することで、多機能筋電義手を制御するためのより直感的な部位を提供することができます。