假肢与矫形器技术的现状与发展趋势研究

随着人类寿命的延长和临床医学、康复医学的发展,对假肢矫形器的技术要求越来越高,假肢矫形器是康复医学、康复工程的一部分,假肢矫形器装配更需要由患者、临床医生、假肢矫器形器师、康复师等构成的团队协作完成。只有这样,假肢矫形器的研制和应用才能继续发展,继续提髙。从另一方面讲,随着假肢矫形处方临床适合检查的逐步推行,假肢矫形器装配网点扩大,假肢矫形器产品的进一步普及,原材料,零部件供应服务逐步配套和改善,假肢矫形器在临床和康复医疗中的作用亦将越来越重要。

1假肢与矫形器的功用

假肢是为恢复原有四肢的形态或功能,以补偿截肢造成的肢体部分缺损而制作和装配的人工手、足。安装假肢可以恢复残缺肢体原有的形态或功能,减轻功能障碍,以便今后独立地生活、学习和工作。-矫形器是一种以减轻四肢、脊柱骨骼肌肉系统的功能障碍为目的的体外支撑装置,主要有以下基本作用:①稳定和支持:通过限制关节异常活动,稳定关节,恢复其承重功能,如脊髓损伤下肢肌肉麻痹者使用的膝踝足矫形器用于稳定膝裸关节,以利站立和步行;②固定和保护:通过对病变肢体或关节的固定和保护,促进病变痊愈,如用于治疗骨折的各种骨折矫形器;③预防、矫正畸形:多用于肌力不平衡或静力作用引起的骨与关节畸形,如先天性马蹄内翻足,以预防为主,多用于儿童,因儿童生长发育阶段由于骨关节生长存在生物可塑性,可得到一定的矫形效果;④减轻轴向承重:指减轻肢体或躯千的长轴承重,如坐骨承重矫形器用于治疗股骨头无菌性坏死;⑤抑制站立、步行中的肌肉反射性痉挛:如硬踝足塑料矫形器用于脊髓损伤患者可以防止步行中出现痉挛性马蹄内足,改善步行功能;⑥改进功能:指改进患者步行、进食等日常生活和工作能力,如帮助手部畸形患者改进握持功能的腕手矫形器。

2假肢与矫形器的分类

2.1假肢的分类

假肢按其部位与功用可以分为上肢假肢、下肢假肢、人工关节和装饰性假肢。其中上肢假肢可分为假手指、假手掌、前臂假肢、肘离断假肢、上臂假肢和肩离断假肢;下肢假肢可分为假足趾、假脚、塞姆假肢、小腿假肢、膝离断假肢、大腿假肢和髋离断假肢;人工关节包括人工膝关节、髋关节、脊柱关节等;装饰性假肢包括假眼、假耳、假鼻、假牙、假乳、假臀等。

2.2矫形器的分类

矫形器按其部位与功用可以分为上肢矫形器、下肢矫形器与躯干矫形器。其中上肢矫形器可以分为手、手指矫形器、腕关节矫形器、前臂矫形器、肘关节矫形器、上臂矫形器、肩关节矫形器和手臂矫形器;下肢矫形器分为脚趾矫形器、矫形鞋与矫形鞋垫、踝关节矫形器、小腿矫形器、膝关节矫形器、大腿矫形器、髋关节矫形器、全下肢矫形器等;躯干矫形器分为头部矫形器、颈部矫形器、颈胸矫形器、腰胸骶矫形器、腰骶矫形器、颈胸腰骶矫形器与骶髂矫形器。

3假肢与矫形器技术的特点

3.1复合型

它是集医学、工程学、生物力学、高分子化学、电子学、材料学以及计算机技术于一身的学科。

3.2多样性与特异性

假肢和矫形器不同于一般的器械,是要穿戴在人身上的辅助装置,需要严格适应肢体伤残者的心理、病理和医学原理的需求。矫形器是针对功能障碍者的生理、病理要求进行辅助治疗的,更需要得到临床医生与康复工作者的指导,因为人体是一个很复杂的机体,每一个患者在截肢或伤残后,都有自己特殊的身体状况,因此假肢与矫形器应因人而异。

3.3主导性

用工程的办法和手段使伤残者康复,促使其功能恢复、重建或代偿,是假肢与矫形器技术的主要任务。对由于意外损伤造成的肢体伤残者,借助假肢与矫形器技术手段是必要的,有时甚至是唯一的康复方法。但患者就医主要依靠临床医生为其提出治疗与康复的进一步计划,临床医生具有主导作用。假肢与矫形器技术还需要物理治疗、作业治疗和言语治疗等康复手段配合。因此,假肢与矫形器技术在康复医学中占有重要地位,起着不可替代的作用。

3.4实用性

假肢与矫形器技术是以以医学、工程学、生物力学、高分子化学、电子学、材料学以及计算机技术的理论为指导,与临床医生、康复工作者、患者、患者家属密切合作,以各种工艺技术为手段,帮助伤残者最大限度地开发潜能,恢复其独立生活、学习、工作、回归社会、从那与社会能力的科学。其产品-假肢和矫形器,是针对患者特定残疾或功能障碍所制作的辅助器材,具有特定的实用性。

4假肢与矫形器的现状

纵观各国辅助器具的发展历史,康复辅具的研究开发均从假肢、矫形器、轮椅车等辅助器具的研究和生产开始,我国也不例外。经过改革开放三十年多年的发展,我国在假肢、矫形器和轮椅车等领域制定和发布了不少相关国家标准和行业标,已形成一定产业规模。假肢、矫形器经历了从低级到高级、从引进到自主研发的过程。

4. 1假肢与矫形器技术与临床结合更加紧密

以往假肢矫形器制做主要由民政系统负责,临床医生对于假肢矫形器知识缺乏,导致患者手术治疗与假肢矫形器治疗脱节,达不到满意的康复。2004年8月中国残疾人康复协会肢体残疾专业委员会在哈尔滨正式成立了临床假肢矫形器学组,先后举办了 5次学习班,建立了临床医生与假肢矫形器技术人员相互沟通交流的平台,大力普及假肢矫形器治疗知识,极大促进了患者的手术与假肢矫形器一体化治疗,提升了患者的全面康复。学组还沟通促进了假胺矫形器厂家与医疗机构的联系,促进了在医疗机构设立矫形器工作室,极大方便了个性化(订制式)矫形器的制做、装配、调整。在国内许多三级医院都已建立矫形器工作室,逐步与发达国家的先进水平接轨。

4. 2假肢矫形器市场三分天下的局面已经形成,竞争向深度和广度发展

一是国有企事业单位不断改革创新。民政部假肢科学研究所和北京、天津、山西、河南、上海、山东、江苏、福建、湖南、湖北、广东、四川、云南等省、直辖市民政所属的假肢矫形机构的在引进吸收的基础上,技术工艺水平不断进步,国内外竞争力不断增强。北京假肢矫形技术中心的产品已出口到亚、欧、美、非、四大洲的21个国家和地区。民政部假肢科学研究所所属的北京精博假肢矫形器有限公司的产品也出口到亚欧美的7个国家和地区,河南、山东两省的国有假肢矫形器生产装配机构的产品也分别出口到5个和8个国家与地区。

二是外资(含港、澳、台)企业发展势头正旺。如奥托博克(德国)、英中耐(代理英国产品)、台湾德林、北京瑞哈(代理冰岛奥索产品)、ALPS(代理美国产品)、宝泰欧(法国)、上海国林(台湾)、中山安泰(台湾)等也活跃在中国假肢矫形器市场上。

三是民营企业异军突起。健步客、中站康豪、鹏森盈盛、广州市重康、北京惠慈、南京舒乐、东方瑞盛、广州人福、北京金超伦、太原德奥、长静轮椅、精博丹阳、上海科生、天津市三通、佛山东方、圣佳天淇、成都人体仿真、衡水助残、衡水康复和南昌康复等民营企业有了高速发展,其产品中更是涵盖了假肢上、下肢的零部件、矫形器、轮椅车、辅助器具和合成树脂、高分子化工材料、硅橡胶、热塑板材以及康复专用设备等,民营企业已逐渐成为中国假肢矫形器行业的一支生力军。

5假肢与矫形器技术的发展趋势

5.1智能化

传统产品与计算机技术相结合,形成机电一体化或人工智能化产品,如下肢智能化,国外三大假肢公司德国、英国、日本都有自己创名牌和智能膝关节产品,并且还在不断发展。智能膝关节此类产品一般都装有力-位传感器、微机处理系统和力矩控制装置,可以感受步行速度、路面状况等信息,并根据这些信息调节关节力矩,改变假肢的运动,达到保证安全、改善步态的目的。尽管计算机辅助设计和计算机辅助制造技术(computer aided design/computer aided manufacture,CAD/CAM)应用于假肢接受腔的设计与制造已经有几十年的历史,但是由于残肢形状及其骨骼和肌肉等组织参数的复杂性,CAD/CAM假肢接受腔通常还需要假肢技师根据经验进行修型。

5.2人机一体化

将生物材料技术用于人体康复,形成人机一体化产品。例如植人式骨整合假肢,这是20世纪90年代后期发展的技术,真原理是采用生物相容性材料制成植入体,将它一端植入与患者残端骨骼长成一体,另一端在体外与假肢联接。采用这种技术除了可以克服原有接受腔带来的不舒适,更符合生物力学原理等优点外,还有许多可进一步开发的技术潜力,例如实现神经控制等。

5.3仿生控制

根据人体功能的可塑性,设计一些装置,促进功能的恢复和再生,例如生物反馈功能康复技术,生物反馈康复治疗是恢复和改善肌肉自主控制能力的主动训练方法,它通过视觉和听觉反馈,使患者自主控制肌肉收缩,达到神经-肌肉进行训练的目的。