มือเทียมและอุปกรณ์ปลายแขนเทียมสำหรับแขนส่วนบน

มือเทียมและอุปกรณ์ปลายแขนเทียมสำหรับแขนส่วนบนเป็นส่วนประกอบสุดท้ายของแขนเทียมที่ใช้ในการโต้ตอบกับวัตถุ โดยทำหน้าที่ในการจับ การหนีบ หรือการเกี่ยว อุปกรณ์เหล่านี้มีความแตกต่างกันทั้งในด้านรูปแบบ — เช่น มือที่มีลักษณะทางกายวิภาคเทียบกับตะขอแยกและเครื่องมือ — และวิธีการที่ผู้ใช้ควบคุม ซึ่งมีตั้งแต่ระบบสายเคเบิลที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกายไปจนถึงอุปกรณ์ไมโออิเล็กทริกที่ขับเคลื่อนด้วยสัญญาณกล้ามเนื้อ

Definition

อุปกรณ์ปลายแขนเทียมสำหรับแขนส่วนบนคือส่วนประกอบที่ปลายแขนเทียมซึ่งทำหน้าที่ในการจับ — ไม่ว่าจะเป็นมือเทียม ตะขอ หรือเครื่องมือพิเศษ — และอาจทำงานโดยใช้พลังงานจากร่างกายผ่านสายรัดและสายเคเบิล หรือโดยการควบคุมด้วยพลังงานภายนอก (ไมโออิเล็กทริก) ที่ขับเคลื่อนด้วยสัญญาณกล้ามเนื้อ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงหน้าที่และการออกแบบของอุปกรณ์ปลายแขนเทียมสำหรับแขนส่วนบน กลยุทธ์การควบคุมหลัก (ที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกายและไมโออิเล็กทริก รวมถึงการรู้จำรูปแบบและการสร้างเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมายใหม่) และการแลกเปลี่ยนระหว่างความคล่องแคล่ว การตอบสนอง น้ำหนัก และความน่าเชื่อถือ นี่คือภาพรวมอ้างอิงของส่วนประกอบและการควบคุมแขนส่วนบน ไม่ใช่คู่มือการสั่งจ่ายยาหรือการปรับแต่ง

Core questions

• อุปกรณ์ปลายแขนเทียมส่วนบนต้องมีฟังก์ชันการจับยึดแบบใด และมือกับตะขอแตกต่างกันอย่างไร?
• กลยุทธ์การควบคุมที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกายและไมโออิเล็กทริกทำงานอย่างไร?
• การรู้จำรูปแบบและการสร้างเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมายใหม่ช่วยขยายการควบคุมอุปกรณ์หลายฟังก์ชันได้อย่างไร?
• มีการแลกเปลี่ยนอะไรบ้างระหว่างความคล่องแคล่ว การตอบสนอง น้ำหนัก และความน่าเชื่อถือ?

Key concepts

• อุปกรณ์ปลายแขนเทียม (มือ, ตะขอ, เครื่องมือ)
• รูปแบบการจับยึดและการจับ
• การควบคุมที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกาย (ทำงานด้วยสายเคเบิล)
• การควบคุมไมโออิเล็กทริก (ขับเคลื่อนด้วยพลังงานภายนอก)
• การควบคุมโดยตรงเทียบกับการรู้จำรูปแบบ
• การสร้างเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมายใหม่
• การตอบสนองทางประสาทสัมผัสและน้ำหนักของอุปกรณ์

Mechanisms

อุปกรณ์ปลายแขนเทียมสร้างการจับยึดผ่านพื้นผิวที่อยู่ตรงข้ามกัน (นิ้วหรือซี่ตะขอ) ที่เปิดและปิด อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกายใช้สายรัดและสายเคเบิลเพื่อให้การเคลื่อนไหวของไหล่หรือกระดูกสะบักเปิดหรือปิดอุปกรณ์ ทำให้ผู้ใช้ได้รับข้อมูลป้อนกลับของแรงบางส่วนผ่านสายเคเบิล อุปกรณ์ไมโออิเล็กทริกตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าจากกล้ามเนื้อที่เหลืออยู่ผ่านอิเล็กโทรดบนพื้นผิวและแปลงสัญญาณเหล่านั้นเป็นการกระทำของอุปกรณ์ ในการควบคุมโดยตรง กล้ามเนื้อสองตำแหน่งจะขับเคลื่อนการเปิดและปิด ในขณะที่การควบคุมด้วยการรู้จำรูปแบบจะตีความรูปแบบการทำงานของกล้ามเนื้อที่ประสานกันเพื่อเลือกฟังก์ชันที่มากขึ้น การสร้างเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมายใหม่เป็นการผ่าตัดเปลี่ยนเส้นทางของเส้นประสาทที่เหลืออยู่ไปยังกล้ามเนื้อสำรอง สร้างตำแหน่งการควบคุมที่ใช้งานง่ายเพิ่มเติมและปรับปรุงสัญญาณที่มีอยู่สำหรับการควบคุมไมโออิเล็กทริกแบบหลายฟังก์ชัน การออกแบบมีการแลกเปลี่ยนความคล่องแคล่วและจำนวนการจับยึดกับน้ำหนัก ต้นทุน ความทนทาน และการตอบสนองทางประสาทสัมผัสที่จำกัดที่อุปกรณ์ปัจจุบันมีให้

Clinical relevance

การเลือกอุปกรณ์ปลายแขนเทียมและกลยุทธ์การควบคุมมีผลต่อประสิทธิภาพในการทำกิจกรรมประจำวันของบุคคล และความพร้อมในการปรับตัวและใช้งานแขนเทียมส่วนบนอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการทำความเข้าใจทางเลือกต่างๆ จึงสนับสนุนการตัดสินใจร่วมกันในการฟื้นฟูสมรรถภาพ หัวข้อนี้อธิบายถึงอุปกรณ์ วิธีการควบคุม และหลักฐานสำหรับการอ้างอิงและการศึกษา ไม่ได้ให้คำแนะนำในการสั่งจ่ายยา การปรับแต่ง หรือการผ่าตัดเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

หลักฐานเกี่ยวกับการควบคุมแขนเทียมส่วนบนรวมถึงการศึกษาควบคุมและการทดลองทางคลินิกแบบสุ่มที่แสดงให้เห็นว่า สำหรับผู้ใช้ที่ได้รับการสร้างเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมายใหม่ การควบคุมด้วยการรู้จำรูปแบบสามารถทำงานได้ดีกว่าการควบคุมโดยตรงแบบเดิมในงานที่ต้องใช้การทำงาน หลักฐานส่วนใหญ่ประกอบด้วยการศึกษาในห้องปฏิบัติการและการศึกษาทางคลินิกขนาดเล็ก และอัตราการละทิ้งแขนเทียมส่วนบนที่สูงยังคงเป็นความท้าทายที่ได้รับการยอมรับในสาขานี้

History

แขนเทียมส่วนบนพึ่งพาตะขอแยกและมือที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกายซึ่งทำงานด้วยระบบสายรัดและสายเคเบิลมาเป็นเวลานาน การควบคุมไมโออิเล็กทริกโดยใช้สัญญาณกล้ามเนื้อที่เหลืออยู่ได้รับการพัฒนาตลอดช่วงปลายศตวรรษที่ 20 และความก้าวหน้าในภายหลังในมือที่มีข้อต่อหลายส่วน การควบคุมด้วยการรู้จำรูปแบบ และการสร้างเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมายใหม่ มีเป้าหมายเพื่อขยายจำนวนฟังก์ชันที่ผู้ใช้สามารถสั่งการได้อย่างเป็นธรรมชาติ

Debates

มือไมโออิเล็กทริกและมือที่มีข้อต่อหลายส่วนที่ก้าวหน้ากว่าสามารถทำงานได้ดีกว่าอุปกรณ์ที่เรียบง่ายกว่าในการใช้งานประจำวันหรือไม่?

การศึกษาควบคุม รวมถึงการทดลองแบบสุ่มหลังจากการสร้างเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมายใหม่ แสดงให้เห็นว่าการควบคุมด้วยการรู้จำรูปแบบสามารถทำงานได้ดีกว่าการควบคุมโดยตรงในงานต่างๆ แต่อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกายยังคงมีข้อดีในด้านความทนทาน น้ำหนัก และการตอบสนอง และอัตราการละทิ้งที่สูงทำให้ข้อกล่าวอ้างถึงความเหนือกว่าโดยรวมซับซ้อนขึ้น

Seminal works

• kuiken-2009
• hargrove-2017

Frequently asked questions

อุปกรณ์ปลายแขนเทียมที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกายและไมโออิเล็กทริกแตกต่างกันอย่างไร?

อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยร่างกายทำงานด้วยกลไกผ่านสายรัดและสายเคเบิลที่ขับเคลื่อนด้วยการเคลื่อนไหวของร่างกาย ในขณะที่อุปกรณ์ไมโออิเล็กทริกใช้อิเล็กโทรดตรวจจับสัญญาณกล้ามเนื้อและมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อเปิดและปิดอุปกรณ์ปลายแขนเทียม

การสร้างเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมายใหม่คืออะไร?

เป็นการผ่าตัดที่เปลี่ยนเส้นทางของเส้นประสาทที่เหลืออยู่ไปยังกล้ามเนื้อสำรอง เพื่อให้กล้ามเนื้อเหล่านั้นสร้างสัญญาณควบคุมเพิ่มเติม ซึ่งสามารถให้ตำแหน่งที่ใช้งานง่ายมากขึ้นสำหรับการควบคุมแขนเทียมไมโออิเล็กทริกแบบหลายฟังก์ชัน