假肢

矫形器

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追求与人体安全装配和谐运作
聊一聊这些年假肢技术的新进展
2020-04-29
1、 仿生智能膝关节

仿生智能膝关节是近年来假肢科技发展的重要成果之一。目前,仿生智能膝关节主要有如下产品:

(1) 德国OTTOBOCK公司的智能仿生腿(C-leg):是完全由微机控制的智能液压膝关节。软件预定值在瞬间可识别假肢步态的状态、位置。小腿连接管中的电子测力传感器,分别测取足跟着地和踝部扭力及前脚掌的压力,并对膝关节活动进行控制。能下楼梯、走斜面,并可随意改变行走速度。

(2) 英国BLATCHFORD公司生产的新型智能大腿假肢:是先进的微处理技术应用于大腿假肢的第二代产品,采用无线遥控装置上自动反馈系统,能自动纠正步态的偏差,减少行走不适,精确地适应截肢者不同的行走速度。

(3) 日本NABCO智能假肢膝关节 :由内置型可编程控制的气压膝关节,即用光电方式测出假肢的摆动速度,提供实时、可变的速度节律来自适应截肢步行速度的改变,使截至患者获得更平稳、更自然、更协调的步态。

2.骨植入假肢配置技术

骨植入假肢配置技术或称为植入式骨整合假肢。基于骨植入的假肢,将人工骨植入人体,一段与残肢的骨骼相接,另一端与假肢相接。国际上从20世纪60年代便开始了此项研究,改配置技术的关键是由肢体内部到外部的界面处理方式。骨植入假肢配置技术由于不使用假肢接受腔,残端软组织不受力,受力状态更为合理,运动范围加大,具有良好的发展前景。据报道,瑞典已经有60名截肢者安装了这种假肢,我国近年来也有相关研究成果的报道。

3.接受腔的计算机辅助设计与制造

20世纪80年代发展起来的假肢接受腔计算机辅助设计与制造技术已日益完善,现在已经在小腿和大腿假肢接受腔设计与制造方面得到较好的应用。它主要由数据采集、输入系统、模型设计软件和数控加工系统构成。在残肢几何形状和尺寸通过数据采集与输入系统输入计算机后,模型设计软件根据假肢生物力学原理自动生成残肢的模型,而且该软件还提供了人机互动界面。技术人员可以利用模型设计软件在计算机上对模型进行修型,得到理想的模型,最终模型数据转化为指令,输出给数控加工系统,将数字化的虚拟模型制造成实物模型,供进一步加工接受腔使用。这个过程取代了传统的石膏取型和修型过程,该项技术与快速形成技术的结合,将假肢接受腔工艺技术发展推到一个新高度。

4.上肢假肢技术发展

用假肢代替上肢的功能,目前还停留在较低的层次。目前,功能性上肢假肢以拉索控制的机械假肢、开关控制的电动假肢和肌电控制的电动假肢为主。它们不仅功能单一,而且不能“随心所欲”地控制,这些不足,影响了截肢者使用功能性上肢假肢的热情和信心。

上肢假肢技术将从控制和功能两个方向不断发展进步。

(1) 在控制方面,主要是研究开发神经电信号控制和脑电信号等生物信息源控制的假肢。让假肢随着人们的思维而动。控制方面还有个重要的内容,就是智能控制的感觉反馈。它可以让假肢更加接近自然人体的功能。当前,触滑觉传感器,探测接近觉、关节扭矩、触觉、热觉、动态等的多传感器系统,以及探测包括硬度、表面特性、温度、滑动、表面轮廓、热传导性在内的多种感觉传感器系统,都在不断取得进展。

(2) 在功能方面,假肢技术正在吸收机器人灵巧手技术,以增加假肢功能。当前人们正在研究多自由度的形体适应假手的假肢

上肢假肢控制技术的进展,感觉反馈技术的运用,多功能假手的出现——仿生智能控制的上肢假肢,将在未来出现,这将是上肢假肢技术发展的方向。

5.有机硅人体仿生材料

近年来高档的有机硅人体仿生材料广泛应用在假肢矫形器中。用其制作的假肢硅胶内衬套穿着舒适,可为骨突、敏感部位提供缓冲减震作用,帮助残肢全面接触和固定形状。因其具有弹性并释放硅油,在与残肢接触过程中可改善血液循环,可控制或减少残肢水肿的发生。因其具有较小的摩擦系数,可减少对皮肤的摩擦,对皮肤创面及瘢痕起到重要的保护作用。有机硅材料对人体皮肤有吸附作用,可增加人体和假肢接受腔的附着力,有效防止假肢脱落,巧妙的解决了假肢悬吊难的问题。

有机硅材料还可以用来制作高档次假体,如义眼、义耳、装饰性假手等,外观漂亮、逼真,细节表现清晰。

综上所述,我们可以看到,国际上假肢技术是随着社会和科学技术的进步而不断的由低级、简单向高级、复杂方向发展的,其进程大约20年为一个阶段。如20世纪40至50年代称为传统假肢时代,20世界60至70年代为推广普及组件化假肢的时代,20世纪80到90年代为广泛推广应用新材料和计算机控制技术的时代,下一代是智能控制时代!假肢是康复辅具中发展最早的一个领域,在过去的100年中,经历了有初级到高级的过程。近几十年来,由于经济的发展,不少工业发达国家着手解决残疾人的福利问题,截肢者的康复和假肢的配置则首当其冲。假肢制作人员的增加、设备的更新、技术的改进、科研的加强和假肢教育的重视,使假肢学地位得到确定,为假肢的发展奠定了基础。