上肢假肢手和末端装置

上肢假肢手和末端装置是手臂假肢的末端部件，用于与物体互动，提供抓握、捏合或钩式抓取功能。它们在形式上（解剖学手与分体式钩和工具）以及用户控制方式上（从身体驱动的缆索系统到由肌肉信号驱动的肌电装置）均有所不同。

Definition

上肢末端装置是手臂假肢末端的部件，用于执行抓取功能——可以是假肢手、钩或专用工具——可通过线束和缆索由身体力量操作，或通过肌肉信号驱动的外部供电（肌电）控制。

Scope

本主题涵盖上肢末端装置的功能和设计、主要的控制策略（身体驱动和肌电，包括模式识别和靶向肌肉神经再支配），以及灵巧度、反馈、重量和可靠性之间的权衡。它是一个关于上肢部件和控制的参考概述，而非处方或适配指南。

Core questions

• 上肢末端装置必须提供哪些抓握功能？手和钩有何不同？
• 身体驱动和肌电控制策略如何运作？
• 模式识别和靶向肌肉神经再支配如何扩展多功能装置的控制？
• 灵巧度、反馈、重量和可靠性之间存在哪些权衡？

Key concepts

• 末端装置（手、钩、工具）
• 抓取和抓握模式
• 身体驱动（缆索操作）控制
• 肌电（外部供电）控制
• 直接控制与模式识别
• 靶向肌肉神经再支配
• 感官反馈和装置重量

Mechanisms

末端装置通过相对的表面（手指或钩齿）的开合来产生抓取。身体驱动装置使用线束和缆索，通过肩部或肩胛骨的运动来打开或关闭装置，用户通过缆索获得一些固有的力反馈。肌电装置通过表面电极检测残余肌肉的电信号，并将其转换为装置动作；在直接控制中，一对肌肉部位驱动开合，而模式识别控制则解释协调的肌肉活动模式以选择更多功能。靶向肌肉神经再支配通过手术将残余神经重新定向到备用肌肉，从而创建额外的直观控制位点并改善多功能肌电控制可用的信号。设计在灵巧度和抓握次数与重量、成本、鲁棒性以及当前装置提供的有限感官反馈之间进行权衡。

Clinical relevance

末端装置的选择和控制策略决定了患者执行日常任务的能力以及他们接受和持续使用上肢假肢的意愿，因此了解这些选项有助于康复中的共同决策。本主题描述了装置、控制方法和证据，以供参考和教育；它不提供个体处方、适配或手术指导。

Evidence & guidelines

关于上肢假肢控制的证据包括对照研究和一项随机临床试验，这些研究表明，对于选定的接受靶向肌肉神经再支配的用户，模式识别控制在功能任务上可能优于传统的直接控制。更广泛的证据主要包括实验室和小型临床研究，而上肢假肢的高废弃率仍然是该领域公认的挑战。

History

上肢假肢长期以来依赖于通过线束和缆索系统操作的身体驱动分体式钩和手。利用残余肌肉信号的肌电控制在20世纪后期发展起来，随后多关节手、模式识别控制和靶向肌肉神经再支配的进展旨在扩展用户可以直观控制的功能数量。

Debates

先进的肌电和多关节手在日常使用中是否优于更简单的装置？

对照研究，包括靶向肌肉神经再支配后的随机试验，表明模式识别控制在任务上可能优于直接控制，但身体驱动装置在鲁棒性、重量和反馈方面仍具有优势，高废弃率使整体优越性的主张复杂化。

Seminal works

• kuiken-2009
• hargrove-2017

Frequently asked questions

身体驱动和肌电末端装置有什么区别？

身体驱动装置通过身体运动驱动的线束和缆索进行机械操作，而肌电装置则使用电极检测肌肉信号并通过电动机打开和关闭末端装置。

什么是靶向肌肉神经再支配？

这是一种外科手术，将残余神经重新定向到备用肌肉，使其产生额外的控制信号，从而为控制多功能肌电假肢提供更直观的位点。