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【脊髓損傷】受創脊椎植入電子裝置 助癱瘓病人重新步行

醫療科技

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長久以來,脊髓損傷(Spinal Cord Injury)被認為是永久性的傷害,其所導致的癱瘓無法復原。不過國際學術期刊《Nature》2018年10月就曾發表一項關於研究報告,指出透過在受傷脊椎內植入一種無線電極裝置,並經由電極所發出的電子神經訊號刺激大腦,有助刺激因受傷而與腦部斷絕聯繫的神經,而令3名下肢癱瘓多年的患者能在支架或步行器協助下,再次行走。

只要在下肢癱瘓病人的脊椎內,植入一個大約AA電池大小的電子裝置,由其發出電子脈動,促使腦部發出指令直達腿部肌肉,從而得以移動身體並保持平衡,就能使病人在腳架支援下,再度行走。(Youtube影片截圖)

研究人員表示,只要在下肢癱瘓病人的脊椎內,植入一個大約AA電池大小的電子裝置,由其發出電子脈動,促使腦部發出指令直達腿部肌肉,從而得以移動身體並保持平衡,就能使病人在腳架支援下,再度行走。

其中一名病人是來自佛羅里達州的23歲女患者托馬斯(Kelly Thomas),她在2014年因車禍導致下肢癱瘓,在這項實驗的幫助下,透過多個月的密集物理治療和復健,她已能在步行架的協助下再次行走。她說:「作為這項研究的參與者,真的改變了我的生活,因為它在我車禍後的一切不可能中,給予我希望。」

托馬斯在2014年因車禍導致下肢癱瘓,在這項實驗的幫助下,她已能在步行架的協助下再次行走。(YouTube影片截圖)

另一名患者為35歲的馬奎斯(Jeff Marquis),他在2011年因越野單車意外致下肢癱瘓。在植入電子裝置後,他就開始學步,並於85周內接受約278次刺激療程後,能靠着助行架或雙手扶着別人走路。

馬奎斯在2011年因越野單車意外致下肢癱瘓。在植入電子裝置後,他就開始學步,並於85周內接受約278次刺激療程後,能靠着助行架或雙手扶着別人走路。(YouTube影片截圖)

第3名患者是29歲的欽洛克(Jered Chinnock),他在2013年駕駛雪地電單車失事,脊椎受創,腰部以下完全癱瘓。在植入電子裝置大約兩周後,他就能夠重新控制雙腿,並在背帶及雙手的協助下保持平衡站立;經過43周密集物理治療和調整,他逐漸能夠支撐自己大部分體重,在走路機上走動,現時已能走逾100米的距離。

欽洛克在2013年駕駛雪地電單車失事,脊椎受創,腰部以下完全癱瘓。在植入電子裝置大約兩周後,他就能夠重新控制雙腿,現時他已能走逾100米的距離。(YouTube影片截圖)

雖然有關技術成果令人興奮,但仍有許多問題有待解決。研究人員指出,這技術未能幫助脊椎完全斷裂的病患,而部分病患只能在裝置開啟時行走一小段距離,而一旦裝置關掉便再次陷入癱瘓;另外有關神經組織如何再次被喚醒以從大腦獲取訊息,其確切的機制仍未清楚。

認識脊髓損傷

脊髓是一大束的神經纖維,主要功能是傳遞訊息進出腦。成人脊髓約有45厘米長,由環狀的脊椎骨(俗稱「龍骨」)所保護,脊神經從脊髓向外延伸,來控制特定肌肉收縮產生動作或腺體分泌。面對突發狀況,脊髓也可以不經過大腦思考,立即對外來刺激產生反射,來爭取時間減少傷害,像是手在燙到時突然縮回。

脊髓損傷是脊髓的急性創傷,通常是在巨大外力衝擊下而造成。脊椎功能是支撐身體、也保護脊髓、形成脊神經通過的管道,而脊髓受傷會導致行動、感覺功能喪失,這些傷害造成的影響取決於脊髓損傷的種類和程度。若受傷部位越靠近頭部,受到影響的範圍和程度越大。

資料來源:Nature, newscientist.com, case.ntu.edu.tw, Hashem Al-Ghaili

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