假肢监测步态并提醒使用者磨损

美国海军正在与学术界合作开发一种“智能”假肢，该假肢配备有专门设计的传感器，可以监测行走步态，并提醒使用者磨损。

传统的假肢依赖于柔软的肢体组织来发挥作用，佩戴起来很痛苦，导致行走不便和可能的皮肤感染。

为了克服这些限制，美国海军研究办公室(ONR)正在与沃尔特·里德国家军事医疗中心、海军研究实验室和几所大学合作开发MOIP(监测骨整合假体)。

“MOIP不仅可以提高生活质量，还可以引领下一代假肢，”ONR战士表演部的项目官员黎明·萨尔维诺(Liming Salvino)博士说。

根据ONR的说法，腿部义肢最常见的是通过一个将肢体包裹起来的插座来安装被截肢者的残肢。由于窝窝对肢体软组织施加压力，疼痛和摩擦，溃疡和水泡，以及感染都可能发生。截肢者经常需要调整他们的插孔义肢，这既不方便又昂贵。因此，许多截肢者放弃了假肢而选择轮椅。

据说，MOIP使用了另一种被称为骨整合义肢的肢体类型，其中包括一个通过手术植入大腿骨(股骨)的钛固定装置。在与植入物的连接点，骨骼生长或骨整合，只留下一个小的金属连接器从剩余的腿突出。然后，伴随的假肢可以附着或分离。同样的程序也可以用于上肢。

骨性义肢的优点据说包括更少的疼痛、流畅的行走运动和更稳定、更贴合的肢体。但由于金属从残肢伸出，感染的风险一直存在。为了解决这一问题，MOIP将通过开发电化学感应反应方法和“智能”皮肤技术，专注于感染检测、根除和预防。

这包括嵌入在截肢者残肢内的生物兼容传感器阵列，以及骨集成假肢本身的附加传感器。这是同类技术中的第一项，该阵列可以追踪体温和pH值平衡的变化，这是可能感染的指标。它还可以监测骨骼和义肢融合和愈合的情况，使医生能够大大加快战士的恢复过程。

随着时间的推移，传感器会评估假肢的强度，用户身体对其施加的压力，以及运动和走路步态的任何变化。

密歇根大学工程学教授杰罗姆·林奇博士说:“这项技术的一个改变游戏规则的应用将是作为一种工具，告诉医生手术后何时可以安全地加载假肢，从而更准确地确定患者在接受新的假肢后何时可以进行物理治疗。”他负责监督传感器阵列的开发。“现在，医生在做出判断时，会研究肢体的x光图像。

林奇说:“由于传感器可以无线传输信息，医生也可以通过手持阅读器研究患者数据。”“你可以把它想象成一个非常专业的Fitbit。这可以极大地改善患者的康复和长期生活质量。”

Lynch和他的团队成功地使用骨集成技术创建了一个MOIP传感器阵列原型假肢以及密歇根大学制造的合成骨模型。虽然这个原型在实验室测试中很成功，但他们希望明年初能有一个新的、改进的模型进行临床试验。

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