《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：Transcutaneous Spinal Cord Stimulation Provides Sensations to the Missing Hand of Individuals with Upper Limb Amputation
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本研究针对上肢截肢后感觉功能恢复难题，探索了经皮脊髓刺激(tSCS)这一非侵入性方法的可行性。通过17名健康受试者和5名截肢者的实验证实，tSCS能在缺失肢体区域诱发触觉、敲击感、振动感和运动感等多种感知，且98%的试验中感知局限于缺失肢体而非残肢。该技术同时保持了假肢控制所需的力量本体感觉，为上肢假肢使用者提供了潜在的非侵入性感觉反馈方案。
对于全球数百万上肢截肢者而言，恢复手部精细感觉始终是康复领域的重大挑战。传统假肢虽然能恢复部分运动功能，但缺乏自然的感觉反馈使得使用者难以实现精准控制，常出现握力过猛损坏物品或抓握不稳导致滑落的情况。现有感觉恢复技术如周围神经刺激和靶向神经再支配（Targeted Reinnervation）虽能提供部分体感定位反馈，但均需通过外科手术实现，其侵入性限制了广泛应用。因此，开发非侵入性感觉恢复方法成为该领域迫切需求。
在这项发表于《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》的研究中，科研团队创新性地探索了经皮脊髓刺激（transcutaneous Spinal Cord Stimulation, tSCS）作为非侵入性感觉恢复途径的可行性。该技术通过皮肤表面电极向脊髓施加电刺激，有望绕过周围神经损伤区域，直接激活中枢感觉通路。
研究团队采用多中心临床试验设计，招募了17名健康志愿者和5名上肢截肢者作为受试对象。关键技术方法包括：经皮脊髓刺激（tSCS）参数优化系统，通过调节电极放置位置、载波频率（carrier frequency）和脉冲串频率（burst frequency）等参数；感觉映射记录protocol，详细记录刺激诱发感觉的类型、强度和定位；以及本体感觉评估任务，定量分析tSCS对假肢力量感知的维持效果。
刺激诱发感觉的特征
通过系统性的刺激参数测试，研究人员发现tSCS能在93%的健康受试者指尖诱发感觉，主要呈现为刺痛感（paraesthetic）。而在截肢者群体中，tSCS成功在缺失手部区域诱发了多样化的自然感觉，包括轻触、敲击、振动甚至运动感。尤为重要的是，这些感知在98%的试验中被受试者明确判断为源自缺失肢体而非残肢，表明tSCS能够产生高度特异性的幻肢感觉映射。
刺激参数对感觉质量的调控
研究进一步揭示了刺激参数与感觉特性之间的量化关系。电极沿脊髓的放置位置直接影响感觉的体感定位分布，而载波频率（carrier frequency）的调整则显著改变感觉的基本性质，脉冲串频率（burst frequency）的调制则影响感觉的动态特征如节律感。这种参数可调性为个体化定制感觉反馈提供了技术基础。
对力感知的维持作用
在功能层面，研究证实tSCS能够维持力量本体感觉（force proprioception）——这是实现精细假肢控制的关键感官信息。截肢者在接受tSCS期间仍能准确感知施加在假肢上的力度变化，表明该技术不仅恢复表面触觉，还能提供深部本体感觉信息。
研究结论表明，经皮脊髓刺激（tSCS）作为一种完全非侵入性技术，能够在上肢截肢者缺失手部区域诱发多种自然感觉，并保持必要的力感知功能。这些感觉具有高度特异性（主要定位于缺失肢体）和可调控性（通过参数优化），且受试者对刺激耐受性良好。该发现为开发非侵入性感觉反馈假肢系统提供了全新思路，有望突破现有感觉恢复技术的手术依赖瓶颈，推动上肢截肢康复技术的革新。
讨论部分强调，tSCS可能通过激活脊髓背柱（dorsal column）通路或脊髓感觉中间神经元网络，间接调制大脑感觉皮层的活动模式，从而产生缺失肢体的感知体验。相较于周围神经刺激，这种中枢干预策略可能更适合于高位截肢或周围神经损伤严重的患者。未来研究需进一步探索tSCS的神经机制、优化刺激参数以实现更自然的感觉体验，并开展长期临床试验验证其康复效果。
