摘要。文章分析了当今假体设备市场上常见的生物控制假体的结构,尤其是I-Limb,“米开朗基罗手”和Bebionic Prostheses。表明,这些构造使用手指和棕榈的空心壳模型,共同形成了假体结构的外骨骼。这种类型的设计的特征是制造的复杂性,因此,由于牵引元素,齿轮元素或其他元素被放置在这些空心元素内,因此成本和不合理使用体积的使用,这可以确保在执行此类手指的弯曲运动时的传输力。本文提出使用内骨骼作为固定电动驱动器和控制元素的支持基础。同时,该结构是一组链式连接的元素和杆,用于传播力,其中确保在所有铰链接头中同时弯曲,并且执行的运动的形式接近自然。同时,在拟议的设计中更合理地使用了手指元件的体积,因为可以在结构杆上固定弹性材料的外部喷嘴,这将重复真实的手指的形状,在执行握把运动时可靠地固定物体。同时,可以在这种弹性体元素中安装传感器以提供触觉感觉。研究的结果是,开发了所有假体内骨骼元素的3-D模型,并通过3-D打印制造。在原型制定阶段,由Arduino Uno模块控制的双极步进电动机用作电动驱动器来评估执行运动的轨迹。证明,由于安装传感器的安装,可以提高功能性,以提供触觉感觉,因此确定执行动作的数量实际上与类似物的数量相同,并且提出的设计的成本要低得多。同时,由于使用少量的结构元素及其连接,可靠性更高。
背景:动物实验测试对于假体心脏瓣膜和植入技术的临床前评估至关重要。由于包括二尖瓣在内的人类和猪心脏结构显示出显着的解剖相似性,因此这些动物是临床前测试的良好候选者。以前的建立这种长期模型的尝试受到术中和术后困难的阻碍。我们的目的是克服这些困难,以开发二尖瓣置换(MVR)的猪模型,然后研究3个弦重建程序的实际可行性。方法:将16只60公斤猪分配给3个手术程序中的1个,(1)保存整个瓣膜式设备(n = 8),(2)仅次级和综合(n = 4)或(3)与天然瓣膜和乳头状恢复的分裂(n = 4)或(3)。在体外循环期间植入了圣裘德医疗阀(29毫米)和冷心脏瘫痪。通过皮下肝素注射来给予术后抗药性。结果:十四只动物生存了1个月,繁荣而没有心力衰竭迹象。由于气管管中不可逆的出血,一只动物被安乐死,另一只动物因瓣膜血栓形成而在术后第三次死亡。结论:已经建立了一种实际上可行的MVR长期猪模型。因为与人类的解剖学和生理相似性相对于其他物种是对其他物种的支持,所以我们认为该模型是
图 5. 神经活动与患肢执行的运动相关。在 110 秒内,参与者被要求执行一系列左肢体运动(横坐标上描述)。口头运动指令用井号表示。栅格表示每个动作电位的时间。每个栅格下方显示标准化的综合发放率,由 21 中的“泄漏积分器”方程得出;标准化是通过将每个单元的脉冲序列在显示的时间段内的最大综合发放率除以实现的。相对于底部同时记录的单元(通道 62),顶部单元(通道 61)对于手挤压比腕伸展更活跃。参与者执行所有动作:这样的动作需要努力,他无法为每个提示保持一致的活动水平,并且表现出不同的反应时间。参与者很容易疲劳,需要他休息一下并调整姿势。
1 热那亚大学信息学、生物工程、机器人系统工程系 (DIBRIS),意大利热那亚 16145 2 意大利理工学院康复技术系,意大利热那亚 16163 3 波尔多大学 CNRS UMR 5218 IMS 实验室,法国塔朗斯 33405 4 伯尔尼大学伯尔尼大学医院神经病学系,瑞士伯尔尼 3012 5 堪萨斯大学医学中心康复医学系,美国堪萨斯州堪萨斯城 66103 6 堪萨斯大学医学中心兰登老龄化中心,美国堪萨斯州堪萨斯城 66103 7 国家核物理研究所 (INFN),意大利热那亚 16146 8 IKERBASQUE,巴斯克基金会,西班牙毕尔巴鄂 48009 9 Biocruces 健康研究所,西班牙巴拉卡尔多 48903 *通信地址:michela.chiappalone@unige.it (MC); timothee.levi@u-bordeaux.fr (TL) † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
脑机接口 (BCI) 可直接从大脑活动中解码语音,旨在帮助瘫痪且无法说话的人恢复交流。尽管最近取得了一些进展,但语音的神经推理仍然不完善,限制了语音 BCI 实现流畅对话等体验的能力,从而促进主动性——即用户编写和传输信息以表达其意图的能力。在这里,我们根据神经工程的现有和新兴策略提出了促进主动性的建议。重点是实现快速、准确和可靠的性能,同时确保对解码器启动时间、解码的内容以及信息表达方式的意志控制。此外,除了受控实验环境中的神经科学进展之外,我们认为,平行的研究路线必须考虑如何将实验成功转化为现实环境。虽然这类研究最终需要潜在用户的意见,但在这里,我们确定并描述了受现有辅助技术领域开展的人为因素工作启发的设计选择,这些设计选择解决了未来现实世界语音 BCI 应用中可能出现的实际问题。
言语神经假体有可能恢复瘫痪患者的交流能力,但自然的速度和表现力却难以实现 1 。在这里,我们使用临床试验中患有严重肢体和声音麻痹的参与者的言语皮层高密度表面记录,以实现跨三个互补的语音相关输出模式的高性能实时解码:文本、语音音频和面部化身动画。我们使用在参与者试图默说句子时收集的神经数据来训练和评估深度学习模型。对于文本,我们展示了准确而快速的大词汇解码,中位速度为每分钟 78 个单词,中位字错误率为 25%。对于语音音频,我们展示了清晰而快速的语音合成和根据参与者受伤前的声音进行的个性化设置。对于面部化身动画,我们展示了对虚拟口面运动的控制,以实现语音和非语音交流手势。解码器经过不到两周的训练就达到了高性能。我们的研究结果引入了一种多模式语音神经假体方法,该方法有望为重度瘫痪患者恢复完整的、具体化的交流能力。
目前,由于医疗保健的进步与以前的时代相比,预期寿命已取得显着改善。尽管如此,这种进步导致与年龄有关的疾病增加。1牙科也受到这些发展的影响,因为现在老年人的牙齿脱落是一个普遍的问题,它阻碍了造口系统的基本功能,例如语音,吞咽和咀嚼。2此外,牙齿脱落已被确定为糖尿病,心脏病和阿尔茨海尔语等非传染性疾病的潜在危险因素。3因此,研究表明,老年人的口腔健康是其整体生活质量的预测指标,与健康,成功和积极衰老的概念有关。全面解决这些趋势不仅需要健康方面的考虑,而且还需要个人的幸福感,功能和支持性的社会家庭环境,使他们能够继续自己的个人发展。4
通过皮质视觉神经植物对大脑的直接电刺激是一种有前途的方法,可以通过诱导对局部光(称为“磷烯”的局部光)感知来恢复视力障碍的基本视力。除了将复杂的感官信息凝结成低时空和空间分辨率下的有意义的刺激模式外,为大脑提供安全的刺激水平至关重要。我们提出了一个端到端框架,以学习安全生物学约束中最佳刺激参数(振幅,脉冲宽度和频率)。学习的刺激参数将传递给生物学上合理的磷酸模拟器,该模拟器考虑了感知到的磷光的大小,亮度和时间动力学。我们对自然导航视频的实验表明,将刺激参数限制为安全水平不仅可以维持磷光元素的图像重建中的任务性能,而且始终导致更有意义的磷光视觉,同时提供了对最佳刺激参数范围的见解。我们的研究提出了一种刺激生成的编码器,该编码器学习刺激参数(1)满足安全性约束,(2)使用高度实现的磷光模拟器来最大化图像重建和磷光解释性的合并目标,以计算刺激的时间动力学。端到端学习刺激参数以这种方式实现了关键的生物安全限制以及手头硬件的技术限制。
导致人类疾病 1,4,5 。在感染的急性期,由于血源性播散,可观察到非特异性流感样症状 6,7 。布鲁氏菌属能够在宿主巨噬细胞内存活和繁殖很长时间,这解释了它们引起影响所有系统(例如骨关节系统、神经系统、泌尿生殖系统、皮肤粘膜系统、心血管系统和肺系统)的慢性感染的能力 5,8,9 。骨关节并发症是最常见的,范围从 10-85%,包括骶髂关节炎、脊椎炎、外周关节炎、骨髓炎和腱鞘炎 10 。布鲁氏菌病可以通过常规培养、血清学测定或 PCR 诊断。可以对血液、骨髓、关节液、胸膜液、脓液、脑脊液进行培养