人体修补站

在医疗科技的新时代，科学家们使用仿生技术让身体复原，用以前无法想象的方式将人造装置与身体连接起来。微型电子结合精确的外科技术，加上对人体越来越了解，医生可以因此达到新的治疗境界。对于任何人来说，这都是一个未知领域。

残缺对于残障人士来说是一种不可挽回的遗憾。虽然整形术经过一千多年的发展，弥补了某些视觉缺憾，但是直到医疗科技的新时代仿生技术的出现，才使残疾人残缺的身体得到真正的修补。科学家们用以前无法想象的方式将人造装置与身体连接起来。微型电子结合精确的外科技术，加上对人体越来越了解，医生可以因此达到新的治疗境界。对于任何人来说，这都是一个未知领域。

活动自如的仿生腿

科第斯・格雷墨司勒是纽约港务局的电脑分析师，9年前在一次车祸中他失去了左腿。然而灾难似乎并没有结束，2001年的9月11日纽约市的标志性建筑――世贸大厦遭受到了恐怖主义自杀式的袭击。当时，科第斯正在世贸大厦北楼70层的办公室内和工作伙伴通电话。地板一阵颤动，他转过头来看到窗外飘散了许许多多的纸。跑！是科第斯脑海中反应出来的第一个念头。尽管不知道拖着一条假腿是否能够从70层高的地方逃生，但是科第斯还是奔向惟一可以逃亡的楼梯。

楼道对于佩戴假肢（下肢）的人来说始终是一个潜在的陷阱，下行的斜坡，或是楼梯都让他们特别地吃力，他们必须不断地调整自己的位置并保持身体的平衡以控制假肢。而佩戴了智能仿生腿的科第斯却几乎可以和大多数正常人一样行动自如。

这种智能仿生腿，是由德国的一家公司于1997年研制出来的。它通过内置式传感器实时检测判断穿戴者在任何时候所处的步行状态，并通过每秒钟50次的测量速度收集数值且将其及时反馈给微处理器。具体地说这种仿生腿都具备一个膝角度传感器，它会进一步提供关于假肢摆动期位置的信息以确保摆动期的运动可以根据步幅和步频进行动态的控制。安装在连接管内的扭力传感器收集穿戴者足跟触地和前脚掌负重时的数据以确保佩戴者在步行及站立时的稳定性。

此外，智能仿生腿内部的伺服电机会调节液压缸内的液压阀以便在适当的时候提供适当的阻尼。这样既可以提供足跟触地时的最大稳定性，也可以使关节进入摆动期更加容易。而这样的功能表现不管是快行还是慢走都在实时进行。所有数据的测量及相应的反馈和对智能仿生腿的调节都受到内置式微处理器的总控制。

“逃亡让人疲惫不堪，很多人在我身边停下来，但是我不能停，这可能是对我的一种考验。”科第斯现在回想起来，当日情景依然清晰可见。他从大厦中出来，穿过中央广场，终于确定自己已经逃离了灾难。对科第斯・格雷墨司勒来说，这可能意味他完成了个不可能完成的任务，但对于智能仿生腿的研制者来说这个结果早在预料之中。

颠覆性的创新――骨整合

瑞典整形外科医生里卡德・布兰马克一生致力于改善截肢病人的生活。他用一种称为骨整合的外科技术彻底改革了整形术。在这种创新的手术中，他在病人股骨植入钛固定装置，把无生命的金属与人骨连接起来。这种连接大大改善人造肢体与身体的配合情况。

植入装置如同延伸的骨骼，从功能上来看，就等于让病人受损的身体复原。传统方法是，假肢靠套筒连接在身体上，也就是用一个塑料套套住残肢。但这种方法会给病人造成很大不便。除了行动不便和不适外，假肢与肌肉之间不透气的真空连接部位常常出现酸痛，而且会引发感染。

布兰马克医生认为骨整合更适合截肢患者，因为它解决了套筒引发的所有问题。这应该算是500年来最大的进展。钛附着骨骼细胞的能力是这种手术的关键。发现骨骼与钛之间杰出的生物兼容性的人不是布兰马克本人，而是他的父亲佩-英格瓦・布兰马克。

20世纪50年代，佩-英格瓦一直在研究骨骼组织的血液循环情况。他把钛柱植入兔子的股骨，最后却无法按计划把钛柱拿出来，骨骼已经与钛结合在一起了。老布兰马克这个伟大的发现先是对牙医界产生了重大影响。自1965年以来，全世界约有一百万人接受了骨整合植牙手术。但直到1990年，佩-英格瓦才首次使用骨整合手术连接残肢与假肢。里卡德先在手术中协助父亲，后来渐渐成为主刀，迄今为止，他已经完成了60多次骨整合手术。

虽然有诸多研究与不同假设，但目前从临床效果看来，钛是最合适的材料。固定装置在钛容器里面，这种设计可以把表面污染的风险降至最低。一般下肢截肢病人需要接受两次手术。医生先把钛杆植入病人股骨，他们通过萤光屏观察内腔，避开骨壳。第一次手术做完后6个月，医生进行第二次手术，清除钛植入物周围的软组织，放入一种叫做基牙的固定装置。这种装置将穿透皮肤，直接连在人造肢体上。

在任何一个整形医生的观念中，什么东西也不可能粘在骨头上还能永久穿透皮肤，其结果周围皮肤肯定会感染，这个东西也会逐渐松动。但骨整合技术没有此类问题，布兰马克在做别人认为不可能的事情。事实上，他已经成功地把感染率降至最低，手术成功率也高达90%以上。不过仍然存在风险。如果腿部感染，或者固定装置松动，布兰马克将不得不拿出植入物，很可能还要再截掉一部分腿，致使截肢者的情况比术前还糟。

挪威截肢患者埃里克・阿克斯不堪忍受套筒假肢带来的痛苦，决定冒这个险。埃里克之所以失去腿，是因为有一次他和儿子去挪威的一座山上打猎，结果不幸自己的膝盖被射中了，14天之后，他被截掉了一只腿。截肢8年来，埃里克尝试过各种各样的套筒，却找不到一个合适的。手术还是有一些风险的。从某种程度上来说真正承担风险的是病人。他们敢这样做，他们尝试，他们承担风险，他们才是真正让这个技术成功的人。

埃里克・阿克斯仍在继续他的旅程。第一和第二阶段的骨整合手术都很成功。但只靠手术还不足以让病人重新站立起来。植入骨骼的固定装置必须接受锻炼，才能承受病人全身的重量。他需要接受长达数月、痛苦单调的物理治疗。

埃里克很喜欢新腿带给他的自由。以前他要花20分钟才能装戴完假肢，现在只需20秒。骨整合当然是一种更好的假肢安装方式，因为直接接在股骨上，跟套筒假肢简直有天壤之别。埃里克几乎跟截肢以前一样活跃，“感觉就好像它是我的一部分，像以前的腿一样，就是我以前的腿，只不过它是机械，这很好，对我来说这是一种新的生活方式，新的骑车方式……”

目前英国、澳大利亚和瑞典能够提供这一手术，而布兰马克及其同仁治疗过的病人只有100名。这跟全球每年进行的截肢手术比起来，实在是九牛一毛。一个发明，用在几个病人身上还不够好，应该继续把这种技术推广到全世界。布兰马克正在努力，希望向尽可能多的截肢病人提供骨整合手术。

神奇的人工视觉

卡伦・格里斯戴尔在27岁那年一次下班后开车回家，离家还有100英里的时候，她突然眼部大出血，血阻挡了她的大部分视线。已经看不清东西的卡伦还是坚持着回到了家。后几个月，她完全失明了。自此，卡伦一直在努力寻找重见光明的方法。如今，她首次有了真正重获光明的希望――一种具有创新意义的人工视觉技术。这种创新系统绕过眼球，把摄像机、计算机与脑部连接起来，让佩戴的人看到前方物体的大致轮廓。

由于这一系统目前仍在实验阶段，美国食品和药物管理局尚未批准使用，所以卡伦必须前往葡萄牙里斯本去会见人工视觉的先驱多贝尔研究中心主任威廉・多贝尔。30多年来，多贝尔一直在研究让盲人重见光明的方法。他相信本世纪末，布莱叶点字法、拐杖和导盲犬会成为博物馆里的展品，失明即将成为过去。虽然多贝尔被有些人视为叛逆者，但目前只有他一个人能够提供脑部综合人工视觉系统。多贝尔系统将给卡伦等先驱提供重见光明、改变人生的机会……