完成首例“肌-机接口”植入手术，植入式肌电技术商业化加速

近日，澳大利亚墨尔本完成首批新型“肌-机接口（muscle-machine interface）”植入手术。两名接受了该植入物可以实现假肢操控。

目前，已投入使用或处于研发阶段的动力假肢控制方案，主要通过捕捉来自大脑、周围神经或肌肉的信号来实现操控。部分方案同样采用肌电图技术，但需要将探针深入肌肉内部；涉及大脑传感器的植入手术，侵入性则更强。

本次植入手术所使用的产品由总部位于美国得克萨斯州奥斯汀市的 Phantom Neuro 公司研发。该装置尺寸为 2 厘米 × 10 厘米，植入前臂皮下，环绕前臂放置，用于记录肌肉中的电信号，这一过程被称为肌电图（EMG）记录。随后，这些信号经过处理，被转化为控制各类假肢设备的指令。

创始人兼首席执行官康纳·格拉斯（Connor Glass）表示：“这项技术旨在提供出色的操控性能，同时，其植入过程更类似于美容整形手术，而非脑部手术，患者无需住院即可完成。”他解释说，手术需要在皮下开辟一个“囊袋”来放置装置，与常见的美容植入手术类似。若未来需要取出装置，过程预计会比植入时更简单。

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40分钟的植入手术

来自维多利亚州黑斯廷斯（靠近墨尔本）的 32 岁木匠迈克尔·伊齐（Michael Easy），是首位接受该植入物的患者。据 Phantom Neuro 转述，他表示：“术后最初几天感觉有些酸痛和触痛，但伤口愈合得非常快，整个过程非常顺利，没有出现任何意外。”伊齐还提到，术后两周内，他曾出现一定程度的肿胀。

伊齐的手术持续约一小时，期间仅接受了轻度镇静；包括术前准备在内，整个医疗流程总计耗时约四小时。第二位参与者的手术更快，仅耗时约 45 分钟，同样无需全身麻醉，从入院到出院共用时不到三小时。相比之下，神经植入手术往往需要数小时才能完成。

“Phantom”植入装置包含两排嵌入柔性医用硅胶中的电极，一端配有盘状电子组件，用于处理并无线传输信号。装置中央设有线圈，用于从外部电源获取能量，供电方式与人工耳蜗类似。

虽然在个别患者身上行之有效的方法未必适用于所有人，但该装置的早期表现令人振奋。格拉斯指出，装置获取的肌肉信号强劲且稳定，意图与动作之间的校准状态也可维持数月，而某些体表肌电图（EMG）系统则需要每天重新校准。“这种植入装置让一切变得更简单、更顺畅、更快捷。”伊齐说道。

假肢控制领域的专家对这一概念及其形态设计表示看好，同时希望能有更多公开的技术细节。他们强调，临床研究尚处于早期阶段，该装置的许多方面仍有待验证。北卡罗来纳州立大学（罗利校区）及北卡罗来纳大学（教堂山校区）的生物医学工程师 Helen Huang 表示：“我认为，该装置有望让患者在日常生活中获得更可靠的使用体验，其潜在益处巨大。”

意大利罗马生物医学自由大学（Università Campus Bio-Medico di Roma）的生物医学工程师 Loredana Zollo 指出：“归根结底，这些潜在优势必须转化为用户切实可得的好处，包括更自然、更可靠的假肢控制，更轻松的操作体验，以及在日常活动中更好的表现。”

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为何选择皮下植入？

在评估该装置的成本与效益时，通常会将其与应用较为广泛的体表肌电图（surface EMG）方案进行比较。体表电极置于皮肤表面，放置位置稍有偏差，效果便可能大打折扣。此外，汗水可能改变阻抗，甚至导致电极在皮肤上发生位移；电极压迫皮肤可能引起不适，肢体运动则容易产生数据伪影。身体活动还会进一步加剧这些问题。

格拉斯表示，Phantom Neuro 采用的皮下植入方案提供了一种可能更可靠的替代选择，但也带来了相应的工程挑战。植入设备不仅要能承受日常活动中的轻微碰撞，还必须在手臂和皮肤发生位移时，始终保持与外部电源的连接。此外，公司在设计时还考虑了与市面上各类假肢的兼容性，尽管这些假肢目前尚无统一的通信协议标准。

Phantom 现有的植入设备利用机器学习技术，将肌肉信号与特定手势或动作关联起来，并支持以不同速度执行同一动作。不过，该设备目前还无法同时执行多种动作，例如同时旋转手腕和活动手指。因此，在完成某些任务时，用户仍需分步骤执行动作。公司的长期目标之一，是利用更先进的模式识别技术，实现格拉斯所称的“同步比例控制”（simultaneous proportional control）。

据悉，Phantom Neuro 在 2025 年一轮超额认购的 A 轮融资中筹集了 1900 万美元，由假肢与矫形器公司 Ottobock 领投。此轮融资使公司的累计融资额达到 2800 万美元。

此前，该公司于 2022 年获得 325 万美元种子轮融资，随后又通过种子轮扩展融资筹集了 600 万美元。

格拉斯预计，随着临床试验推进，该技术有望在两到三年内获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，用于上肢假肢控制。此后，公司可能进一步拓展至其他商业应用领域，或服务于更多患者群体。

Phantom 已开始探索其中一些方向，包括下肢假肢的医疗应用。这一方向极具挑战性，目前尚无基于肌电信号（EMG）的商业化下肢假肢控制系统。此外，公司也在探索人体机能增强，以及国防领域的人机交互应用。

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