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医学和技术进步的融合极大地扩展了肢体截肢患者的治疗手段。靶向肌肉再神经支配（TMR）是改善仿生臂控制的策略之一，已应用超过二十年。通过手术将负责手部功能的神经重新连接到新的肌肉靶点，研究人员创建了缺失肢体的神经肌肉接口（neuromuscular interf
医学和技术进步的融合极大地扩展了肢体截肢患者的治疗手段。靶向肌肉再神经支配（TMR）是改善仿生臂控制的策略之一，已应用超过二十年。通过手术将负责手部功能的神经重新连接到新的肌肉靶点，研究人员创建了缺失肢体的神经肌肉接口（neuromuscular interface），从而改善了假肢控制。原本会通过横断的周围神经丢失的神经信息得以重建，并可通过肌电图（EMG）信号记录获取，以实现肌电假肢的直觉性控制。这在上肢高位截肢中尤为重要，因为在这些病例中可用于信号获取的肌肉有限。虽然利用躯干肌肉是一个可行选项，但用于控制手部功能并不直观。TMR不仅增加了可用信号位点的数量，还使假肢运动能够由连贯的中枢运动意图驱动。结合基于算法的假肢控制和植入式电极的进展，可用信号的数量和相应的自由度进一步增加。最新方法旨在利用高密度EMG（high-density EMG）从单个神经-肌肉接口捕获多个信号，以充分发挥TMR的潜力。本综述旨在全面概述TMR用于假肢控制，涵盖患者选择、手术技术和术后康复。此外，还讨论了TMR的神经生理学原理、当前最先进的技术以及可能重塑人机融合未来的新兴前景。
1 Introduction
对神经系统神经可塑性能力的更深入理解以及肌肉信号解码策略的进步，已经改变了假肢控制领域。通过利用残余肌肉活动作为生物接口，肢体缺失者可以直觉性地控制肌电假肢，这弥合了生物学与技术之间的鸿沟。肢体缺失是一个深刻的身体和心理挑战，严重损害截肢者的日常生活，因此功能恢复的需求迫在眉睫。与蝾螈不同，人类缺乏自然肢体再生的能力，迫使医学界探索功能恢复的替代途径。尽管在可行时再植截肢肢体仍是首要目标，但解剖、缺血或创伤因素常阻止这一选择。遵循“以类代类”的重建原则，手部移植似乎是下一个最佳解决方案。然而，对终身免疫抑制的需求、移植物排斥的不可避免后果以及手内在肌的再神经支配不足，使其成为一个高度可疑的尝试。因此，假肢修复已成为大多数截肢者的标准护理。尽管取得了显著进展，即使最先进的假手仍无法复制人类肢体的灵活性和感觉丰富度。其中，直觉性控制的肌电假肢提供了最自然的交互，将残余肌肉的电信号转化为机械运动。这些设备已在临床使用并持续改进数十年。然而，挑战依然存在，尤其是在经肱骨和肩关节离断等高阶上肢截肢中，上肢可用肌肉数量有限限制了有效的假肢控制。靶向肌肉再神经支配（TMR）已成为一种创新的手术技术，旨在克服这些限制。通过将横断的周围神经引导至重新支配其他可牺牲的肌肉，TMR创建了新的神经肌肉接口，可作为肌电假肢的直觉性生物控制位点。尽管这些再支配的肌肉不再贡献生物力学运动，但它们能提供稳健、独立的肌电图（EMG）信号，显著增强假肢功能。除了改善假肢控制，TMR还显示出显著的次要益处：减轻残肢痛和幻肢痛，并预防症状性神经瘤形成。随着时间的推移，TMR不仅被确立为功能重建技术，也成为上肢和下肢不同截肢水平疼痛管理的有效手术策略。然而，就假肢控制而言，其最大影响仍见于高阶上肢截肢者。
2 Myoelectric Prosthesis
要理解TMR的重要性，首先需了解常规肌电假肢在标准截肢术后个体中的功能原理。这些假肢通常包括一个适配残肢的接受腔，以及一个通过轴杆连接的带动力手的假肢臂。在接受腔内，表面肌电图（EMG）电极检测残余肌肉的肌电活动。记录的EMG信号经处理传输至假肢，启动相应运动。在常规系统中，通常只能从依赖截肢水平的肌肉中检测并利用两个不同的肌肉信号。例如，在经肱骨截肢中，肱二头肌和肱三头肌作为信号源；而在肩关节离断中，电极通常记录胸大肌和背阔肌的信号。每块肌肉充当主动肌或拮抗肌，从而仅能实现单一自由度的假肢控制（如肘关节屈伸）。要控制更多关节并执行腕部旋转或手部开合等任务，使用者必须通过肌肉共收缩手动切换控制模式。尽管存在多种模式切换策略，但均需大量认知努力，导致非直观、顺序且费力的控制。因此，常规肌电假肢无法实现同时或流畅的多关节运动，限制了其直觉性和自然运动控制模式的恢复。
3 Targeted Muscle Reinnervation
TMR正是在此背景下被引入。由Kuiken等人在21世纪初开发，旨在为肘上截肢者增加EMG控制信号的数量。在TMR中，横断的周围神经（如桡神经、正中神经、尺神经和肌皮神经）被吻合至残端或邻近区域中残余或邻近靶肌肉的运动支。通过这种方式，肱二头肌和肱三头肌的多个头可被单独用于驱动多达四种肘、腕或手部运动。在转移前，这些靶肌肉被去神经化，以允许新连接的神经再支配。随着时间的推移，转移的神经再支配靶肌肉，这些肌肉随后在响应大脑中原始运动指令的激活时收缩并产生EMG。因此，新再支配的肌肉充当转移神经信号的生物放大器，生成可用于假肢控制的独特EMG模式。由于这些信号对应于患者的自然运动意图（例如，试图闭合手部激活由尺神经/正中神经再支配的肌肉），假肢控制变得更直观且功能上与原始肢体运动对齐。此外，通过提供多个独立且生理上不同的EMG位点，TMR无需模式切换即可实现多个假肢关节（如肘关节屈曲、腕部旋转和手部开合）的同时和比例控制。这显著增强了假肢操作的直觉性、速度和流畅性。然而，从TMR到功能性假肢整合的过程是一条复杂且漫长的路径，涉及多个关键阶段。TMR手术将横断的周围神经转移至合适靶肌肉后，开始持续数月的再神经支配阶段。在此期间，轴突再生发生，靶肌肉逐渐恢复神经控制。确认再神经支配后，下一步是识别和映射新生成的EMG信号，随后进行假肢装配，包括个体化训练和校准以优化信号检测和运动控制。这些步骤均伴随个体化结构化的复杂康复和职业治疗计划，在此过程中，患者学习适应新的神经肌肉连接，将假肢融入日常活动，最终实现其肌电假肢的直觉性、功能性使用。
4 Patient Selection and Alternatives
尽管TMR能改善假肢控制，但在考虑仿生重建前存在其他选项。从一开始，必须仔细检查个体是否希望进行假肢康复并可能从中受益。假肢放弃的预测因素包括延迟启动假肢康复、非常近端或远端截肢水平、特定年龄组以及对假肢的低感知需求。相反，早期假肢装配（截肢后6个月内）和患者积极参与假肢选择与显著更高的假肢接受率相关。TMR之后是一个需要高依从性和动机的强化训练与康复过程，这需在术前评估。作为假肢康复的替代方案，手部移植可能被考虑，尽管该方法仍存在争议。主要优势在于美观、具身性以及可能恢复感觉反馈。然而，接受者必须接受终身免疫抑制，带来不良效应（糖尿病、高血压、肾毒性、神经毒性、感染和癌症）的固有风险，以及不可避免的移植排斥，平均移植存活约13年。值得注意的是，手部移植主要对远端经桡骨截肢或腕部损伤有效，因为在更近端移植水平，远端肌群不会获得有意义的再神经支配。手部移植的相关风险已将假肢康复确立为当前标准护理。假肢通常可分为肌电式、身体动力式或被动美容式。身体动力式假肢通过吊带和绳索系统机械操作，通常提供更强的耐用性、更轻的重量和更多的固有本体感觉反馈，而肌电假肢由残余肌肉的肌电信号控制，通常提供更好的美观性、更少的体力消耗和更高级的功能能力。TMR专门增强肌电假肢的控制，对经肱骨或肩关节离断截肢者影响最大，但最近也已扩展至经桡骨和下肢截肢。重要的是，患者仅当周围神经完整时才能从TMR获益。严重近端神经损伤，如臂丛撕脱伤，会妨碍成功的再神经支配，并根据其严重程度成为该手术的相对禁忌症。
5 Surgical Procedure of Targeted Muscle Reinnervation
TMR的主要目标是将横断的周围神经重新分配给新的可行肌肉靶点，以增加用于直觉性假肢控制的EMG信号数量和质量。术前，需进行详细的临床和影像学评估，以评估残余周围神经的状况和连续性。终末神经瘤的位置常可通过Hoffmann-Tinel征或超声神经造影确定，而磁共振成像可能有助于术前映射。术中，由于靶肌肉缺失，直接神经刺激并非总是可行，因此必须仔细评估供体神经的结构完整性和束状质量。术前EMG和神经电图测量也可能有助于评估残余肌肉和神经功能。为避免不必要的手术，该手术最好在择期截肢时进行，或纳入创伤后翻修手术过程。然而，由于中枢和周围神经系统中的神经通路保持完整，只要不存在近端神经丛损伤，手术仍可在创伤后多年进行。TMR也可在初次创伤手术中进行。在切除潜在神经瘤并横断肌肉分支（去神经化）后，进行供体神经与肌肉分支的端对端吻合。吻合应尽可能靠近神经肌肉进入区，以缩短再神经支配距离。当尺寸不匹配阻止直接吻合时，可使用肌外膜固定。在经肱骨和肩关节离断截肢中，已形成成熟的神经转移模式（总结于表1和2），可实现可靠且可重复的假肢信号生成。这些通常不需要额外的移植物或导管。重要的是，这些神经转移矩阵仅作为一般指南，因为患者特异性条件常需要个体化手术计划。当供体神经质量受损或到靶肌肉的距离过大时，必须个体化手术计划以实现最短的再神经支配路径并确保最佳结果。在经肱骨截肢中，如果残肢足够长且肱桡肌和肱肌功能良好，所述神经转移技术可产生多达6个清晰且直觉性的肌电信号（见表1），允许对每个假肢运动进行独立控制。在肩关节离断的情况下，通常可实现多达5个不同信号。如果情况不允许按常规神经转移矩阵恢复，主要目标应是获得4个可靠且不同的信号以控制手部开合和肘关节屈伸，而用于腕部运动的额外信号虽有用但非必要。
5.1 Transhumeral Amputation
在经肱骨截肢中，肱二头肌和肱三头肌的残余功能通常得以保留，允许通过肌皮神经和桡神经的原始分支分别继续控制肘关节屈曲和伸展。因此，该水平TMR的目标是恢复手部张开、手部闭合和腕部旋转的直觉性控制。因此，尺神经通常被端对端吻合至肱二头肌短头，以随后产生手闭合信号。另一种可行选择是将正中神经而非尺神经转移至肱二头肌短头以产生手闭合信号。肱二头肌长头仍由肌皮神经支配以控制肘关节屈曲。肱三头肌长头通过桡神经的支配被保持完整以控制肘关节伸展。桡神经深支被分离，一部分转移至肱三头肌外侧头以打开手部，另一部分再支配肱桡肌以实现旋后。正中神经被转移至肱肌以实现旋前。这些转移为假手功能提供了离散的EMG源，同时保持了固有的肘关节运动。通过这种方式，假肢控制随后通过天然支配和新支配肌肉的组合实现。
5.2 Shoulder Disarticulation
对于肩关节离断，手术过程固有地更复杂多变，因为不存在上臂屈肌或伸肌。因此，所有假肢控制必须依赖再支配的肌肉，而可用的供体神经——肌皮神经、正中神经、尺神经和桡神经——必须转移至胸部和腋窝区域的替代靶点。常见的受体肌肉包括胸大肌、胸小肌、背阔肌、前锯肌和冈下肌。由于胸大肌由三部分构成，每部分由其自身神经供应，它为选择性神经转移提供了多种连接选项，同时保留了其生物力学功能。恢复适当的肘关节屈曲是优先事项。因此，肌皮神经理想地被转移至胸大肌的锁骨部，因为这能提供良好、可靠的EMG信号，部分由于其靠近锁骨。用于手闭合的尺神经被连接至胸小肌。为此，胸小肌可从喙突部分或完全剥离并向外侧或浅层转位，考虑到覆盖的胸大肌，这有助于解剖信号分离，便利电极放置和信号检测。桡神经在某些情况下可能仍连接至肱三头肌的近端部分。如果不是，可通过将桡神经吻合至背阔肌来创建肘关节伸展信号。桡神经深支被转移至冈下肌以打开手部，正中神经被转移至胸大肌的剩余部分以实现腕部旋转。对于肩关节离断患者，具体的吻合策略常因个体而异，取决于残余神经长度和臂丛的完整性。当局部肌肉选项不足时，可采用游离功能肌肉移植以创建额外的EMG源。还必须考虑男性和女性患者之间的解剖差异。女性患者的信号检测位点可能需要放置在胸部更高位置，以最小化较厚乳房软组织的干扰。因此，不使用胸大肌的胸骨部分，而最终可将锁骨部分分为两部分，前提是其由两个运动支支配。
5.3 Optimization of Signal Quality
为了与TMR肌肉接口，临床应用中常使用双极表面电极。其目标是每根转移神经记录一个信号，以实现记录的EMG信号与预期运动任务之间的明确关联。几种术中技术可以增强分离和信号质量，为可靠且直觉性的肌电假肢控制创建稳健的EMG信号。例如，靶肌肉可被转位或重新定位以最小化与相邻肌肉的机械和电干扰（如胸小肌）。多室肌肉如胸大肌可通过手术分离以增强后期记录的EMG信号的空间辨别。为进一步减少肌肉串扰，在肌肉段之间插入脂肪筋膜瓣，改善EMG源的空间隔离。例如，在经肱骨病例中，在肱二头肌短头和长头之间以及肱三头肌长头和外侧头之间的脂肪筋膜瓣有助于更好地区分各自肌肉信号。此外，在保留足够血管化覆盖的同时，削薄肌肉上方的皮下脂肪可改善表面电极检测和整体信号清晰度。通过这些方法，TMR手术不仅创建了新的检测位点，还增强了整体EMG信号。
6 Outcomes
TMR通常被认为是一种安全的手术，成功率很高。经肱骨截肢或肩关节离断患者在假肢控制方面从TMR中获益最大，因为它可将用于操作假肢的可用肌肉信号数量从两个增加到六个。这种扩展允许更多可控的自由度。此外，TMR消除了在关节功能之间切换时肌肉共收缩的需要，从而实现了更流畅、更直觉性的假肢运动以及多个关节的同时控制。多项研究已证明TMR显著改善假肢功能。这些改善在客观功能表现测试以及患者报告的结果中均有观察到，包括评估满意度和生活质量的问卷。许多患者还报告TMR促进了假肢操作，这归因于再支配肌肉信号增强的直觉性控制。需要考虑的一个重要因素是康复和TMR后假肢的实际日常使用，因为假肢放弃仍然是上肢缺失个体中公认的问题。报告的假肢放弃率差异很大，一些研究表明超过一半的假肢使用者最终停止使用。一项来自奥地利的研究回顾了1996年至2016年上肢截肢者，发现放弃率为44%，其中肘下截肢为29.6%，肘上截肢为50%。尽管TMR改善了假肢控制和可用性，一些患者可能仍会停止使用其设备，尽管手术结果成功。Salminger等人报告在其病例系列中，约32%的患者未能完成假肢康复，并在最终假肢后显示有限使用或不使用。然而，这不应被解释为TMR手术本身的失败，因为假肢放弃受多种外部因素影响，包括接受腔不适或不合适、假肢过重、康复时间过长或要求高，以及对日常生活活动支持不足。重要的是，即使在假肢未定期使用的情况下，TMR仍然是一项有意义的干预措施，因为该手术已被证明对治疗神经瘤相关和幻肢痛有效。大量研究已证实TMR在上肢和下肢截肢疼痛管理中的疗效，将其确立为循证治疗选择。
7 Neurophysiology
TMR的首次临床应用于2002年在一名双侧肩关节离断截肢患者身上进行。在此里程碑之前，Kuiken等人进行了广泛的动物实验并开发了数学模型，为其方法提供了理论基础。该初始临床病例的成功提供了支持该概念的经验证据，此后通过大量实验研究和临床前模型进一步验证。TMR的神经生理学基础在于骨骼肌在去神经化后经历功能性再神经支配的能力。同样的原理适用于常规神经转移手术，其中健康的供体神经被转移至受损神经的远端残端以恢复其肌肉功能。在TMR中，通过横断所有肌肉分支实现靶肌肉的完全去神经化是必要的，因为受神经支配的运动终板似乎对新神经的再神经支配不太敏感或不敏感。这就是为什么在TMR手术中，靶肌肉的原始运动支被切断，暂时使靶肌肉去神经化。然而，通过确保供体和受体神经之间的端对端吻合靠近肌肉，去神经化时间被最小化，从而远离不可逆肌肉萎缩和纤维化成为问题的时间。横断后，受体肌肉分支经历Wallerian变性，而吻合后供体神经的再生轴突向远端朝向靶肌肉生长。轴突以约1毫米/天的速度再生，直到最终再支配运动终板。由于TMR中供体和受体神经之间常存在尺寸不匹配，其中大的多束神经如桡神经、正中神经、尺神经或肌皮神经被连接至较小的运动支，发生过度再神经支配。这种现象促进完全再神经支配，例如所有肌纤维的再支配。大量神经纤维萌发并再支配肌肉导致运动单位数量增加。因此，运动单位密度上升。这减少了每个运动单位的肌纤维数量，因为现在更多的运动神经元支配相同数量的肌纤维。TMR后，再支配的肌肉接收来自新神经元群体的输入，这些神经元的细胞体位于脊髓和皮质区域，与原先控制该肌肉的区域不同。Bergmeister等人证明，在神经转移后成功再神经支配后，靶肌肉的肌纤维类型组成适应于供体神经原始靶肌肉的生理特征，反映了功能和表型可塑性。除了对周围神经肌肉系统的影响，TMR还对中枢神经系统组织产生影响。已知截肢本身会诱导初级运动皮质内的适应不良性皮质重组，其中原先代表截肢肢体的区域被招募用于无关功能。Serino等人通过功能性神经影像学比较了有和没有TMR的截肢者与健康对照组，表明TMR可以部分逆转或防止这种适应不良性皮质重组。类似地，Chen等人使用高分辨率脑电图证明，TMR后，与缺失肢体相关的皮质区域逐渐恢复与其原始运动表征相对应的活动。这种生理性皮质组织的恢复为TMR辅助假肢使用者观察到的直觉性和自然运动控制提供了神经生物学解释。
8 Muscle as a Neural Bioscreen
由于神经肌肉接头的高可靠性，每个通过运动轴突传播的动作电位在其支配的肌纤维中产生相应的复合运动单位动作电位（MUAP）。因此，肌肉是来自脊髓α-运动神经元的神经命令的生物屏幕和生物放大器，这些命令通过改道的神经在TMR后传递至靶肌肉。这一原理是肌电假肢控制的基础，其中通过EMG记录目标肌肉的活动并用于驱动假肢。由于肌肉的电气活动随时间变化且不均匀分布，用于记录EMG信号的检测系统类型（表面、肌外膜或肌内）和特性（电极数量和接触面积）在实现流畅和直觉性假肢运动中起着关键作用。单通道表面双极电极是控制肌电假肢的常规方法，但植入式电极正作为替代方案出现，提供更高带宽、更具选择性和更稳定的信号检测。根据EMG信号的解码策略，电极必须满足不同要求。然而，两种电极类型最终都旨在记录稳定且选择性的EMG信号，明确与预期运动相关，同时最小化肌肉串扰，即电极同时拾取多个肌肉活动时发生的情况。在TMR中，串扰相关问题加剧，因为通常来自多个独立肌肉的神经信号现在在一个肌肉中显示。例如，由正中神经再支配的肌肉可能无论预期运动是旋前还是腕屈曲都产生EMG活动。TMR并非创建能够产生肌电控制信号的神经肌肉生物屏幕的唯一手术策略。再生性周围神经接口（RPNI）同样已成为截肢后EMG信号放大的有前景方法。在RPNI中，横断的周围神经或单个神经束被植入游离的失血管化肌肉移植物中，从而创建神经肌肉接口。该技术的一个重要优势是能够分离单个束并构建多个独立接口，减少了对残肢内有限可用靶肌肉数量（TMR的一个潜在限制）的依赖。TMR和RPNI都利用了周围神经在再支配肌肉组织后保留运动信息的内在能力。根据截肢水平、可用软组织、假肢目标和疼痛状况，两种技术可能提供互补优势，甚至可在混合重建方法中结合。
8.1 Surface Electrodes
放置在覆盖肌肉的皮肤上的表面电极常规用于非侵入性记录肌肉活动。由于它们经皮测量活动，信号源（肌肉内）与电极之间的生物组织电阻会显著影响信号带宽，在时间和空间上滤波神经信号。在TMR手术中，采取步骤改善这一点，如去除皮下脂肪或重新定位组织瓣以隔离肌肉信号。尽管如此，提取不同的EMG信号仍然是一个挑战。表面电极通常集成在假肢接受腔中或粘附在皮肤上。电极位置至关重要，假肢师必须详细了解手术神经转移以准确定位电极。然而，运动、残肢姿势变化、出汗或假肢操作可导致皮肤上的电极移位，并可能增加电极-皮肤阻抗，导致信号随时间减弱和不稳定，需要重新定位电极和重新校准。电极材料的进步和改善皮肤接触的方法增强了表面电极的可靠性。其最大优势仍然是其非侵入性、易于操作的性质，因为它们不需要手术，从而避免了与植入式系统相关的风险和努力。
8.2 Implantable Electrodes
植入式电极多年来一直是深入研究的焦点。它们可根据与神经或肌肉组织的相互作用大致分类。基于肌肉的电极工作原理与表面电极相同，记录EMG信号用于假肢控制。这些系统提供可靠且有效的人机接口，已在临床环境中成功使用。用于高级假肢设备中EMG信号获取的基于肌肉的植入式电极主要有两种类型：肌外膜电极和肌内电极。肌外膜电极缝合在肌外膜上而不穿透肌肉。它们通常比直接插入肌肉的肌内电极大。肌内电极由于放置在肌肉组织内，能够记录靠近肌纤维的EMG信号。由于EMG传感器与信号源之间的接近性以及电极尺寸小，肌内电极提供更优的信噪比和增强的EMG信号选择性。Earley等人进行的一项研究比较了6名上肢缺失者（其中两人植入了两种类型）的肌外膜和肌内电极。虽然研究未发现一种类型在信号质量或获取可靠性方面明显优于另一种，但再次证明了植入式电极提供一致且准确的EMG记录。信号稳定性和准确性是植入式电极相对于表面电极的主要优势。因此，提高了信噪比并简化了EMG信号与特定运动匹配的过程。植入式电极最小化肌肉串扰，支持更精细的激活阈值调整，并减少重新校准的需求。此外，与表面电极相关的问题，如因出汗、肢体运动或其他原因导致的电极移位或脱落，从而引起信号变异性，得到消除。此外，对更深层肌肉的信号检测变为可能。有趣的是，在植入式系统中，记录可用EMG信号所需的肌肉力量更小，这减少了肌肉疲劳，使截肢者能够更长时间使用假肢。Ortiz-Catalan等人展示了一名使用植入式电极的患者，其完整假肢使用仅需最大肌肉力量的12%，从而防止了肌肉疲劳，患者每天可使用假肢16-18小时。此外，植入式电极使TMR后运动单位的可靠信号检测成为可能，这可能进一步推进未来仿生假肢的控制（见展望）。值得注意的是，植入式系统面临数项挑战，特别是在确保生物相容性和长期稳定性而不引起感染或组织损伤方面。植入电极的纤维包裹被持续观察到，它稳定了电极位置，似乎对信号传输没有负面影响。多项研究已证明植入式电极的长期可行性，以及它们与TMR结合的成功使用。然而，植入式电极的一个主要限制是需要将信号传输至体外假肢系统。虽然经皮连接器能实现这种信号传输，但它们带来感染风险，因此限制了长期使用。为此，已开发出无线植入式系统，以允许信号传输而不创建病原体穿越皮肤屏障的直接通路。另一种使植入式电极与肌电假肢之间通信的方法是通过骨锚定钛植入物经皮引导电极引线。无论检测模式和EMG信号传输如何，下一步必须处理EMG信号以实现假肢控制。
9 Control Methods for Myoelectric Prostheses
TMR和EMG电极使得创建将神经信息转换为数字数据的生物接口成为可能。将这些EMG信号转换为假肢运动是一个现代技术可发挥重要作用的领域，已提出多种方法。在上肢肌电假肢系统中，直接控制（DC）是最常见的方法。基于模式识别（PR）的控制方案也在临床使用，但不如DC常见。DC是一个直观的概念，其中每个肌肉收缩（即孤立的EMG信号）被分配到一个运动或命令。因此，形成主动肌和拮抗肌对。例如，在TMR后的经肱骨截肢中，肱二头肌短头（尺神经）的收缩直接转化为手闭合，而肱三头肌外侧头（桡神经）的收缩打开仿生手。控制假肢的相关EMG数据来自信号幅度，幅度高度与假肢运动的速度或力量成正比。这样，运动强度可被控制。DC需要良好隔离的EMG信号，由于肌肉串扰和共激活，这很难实现。此外，患者需要能够一次收缩一块肌肉同时保持其他肌肉放松，这说起来容易做起来难。此外，由于每块肌肉仅控制一个运动，可用隔离肌肉信号的有限性构成了挑战。如共收缩等切换方法用于克服这一点，但不直观且繁琐。肌电假肢中常规DC的现代替代方案是基于PR的控制。因此，多个电极同时记录多个EMG信号。这些电极要么分布在特定位置，要么以手镯状方式环形排列。记录的肌肉活动模式随后被分配给相应的运动或抓握。与依赖于有限数量的独立主动肌/拮抗肌对的EMG信号幅度的DC不同，PR使用来自多个EMG通道的各种数据（特征提取）来解码用户意图。这样，在DC中成为主要问题的肌肉串扰，在PR中仅成为额外数据，不一定干扰信号分解。PR系统需要一个训练阶段，用户执行一系列预定义预期运动，同时从放置在残余或再支配肌肉上的多个电极记录EMG信号。这些信号被分为短数据段，具有独特的时域和频域特征。该特征集随后被分类，特征性激活模式与特定运动（如肘关节屈曲、手部张开、抓握等）相关联。这样，PR实现了多个自由度的直觉性假肢控制，无需在功能之间切换机制。此外，更复杂任务（如钥匙抓握或捏取）的模式可被纳入库中。一旦训练完成，用户的EMG活动被实时解码以生成相应的假肢运动。报告的分类准确率在离线实验室条件下常超过95%，但在实际生活中表现较差，因为实际假肢使用的多个变量会改变记录的信号。电极移位
