双侧髋关节离断假肢的发展①

蔡丽飞，曹学军，杨平，姚申思

双侧髋关节离断假肢的发展①

蔡丽飞，曹学军，杨平，姚申思

随着行业的发展，双侧髋关节离断假肢从接受腔到关节部件都在不断改进。患者使用双侧髋关节离断假肢可以实现摆至步或摆过步，患者使用交互步态行走假肢还可以实现交互步态行走。

截肢；双侧髋关节离断；假肢；综述

[本文著录格式] 蔡丽飞，曹学军，杨平，等.双侧髋关节离断假肢的发展[J].中国康复理论与实践,2014,20(5):455-457.

双侧髋关节离断术是为了挽救患者生命而手术切除失去生理功能的双下肢[1-5]。双下肢截肢者使用轮椅移动是最简单的解决办法，通过驱动轮椅，双侧髋关节离断截肢者能够扩大活动范围[6-7]。安装假肢或者其他装置，双侧髋关节离断截肢者经过训练可以恢复站立甚至行走功能[5,8]。双侧髋关节离断假肢(bilateral hip disarticulation prosthesis)由包容骨盆、残端的接受腔及与接受腔连接的两条假肢组成[5]。双侧髋关节离断假肢适用于双侧髋关节离断、双侧转子下截肢、一侧髋关节离断一侧转子下截肢、先天性双下肢缺失、全骨盆切除等截肢者[4,7,9-10]。

1954年，McLaurin发明并报道加拿大式髋关节离断假肢(Canadian hip disarticulation prosthesis)[11]。1957年，Radcliffe阐明了加拿大式假肢的生物力学原理[12]。这种假肢设计是将髋关节的位置移到接受腔前下方，使站立时身体承重线通过假肢髋关节后方膝关节前方；装有伸膝辅助和屈髋限制装置，髋、膝伸展合力矩由假肢髋和膝关节伸展制动装置对抗，踝关节背屈力矩由假脚硬度对抗，稳定髋关节和膝关节，从而实现站立平衡和稳定。单侧加拿大式髋关节离断假肢的发明为双侧髋关节离断假肢的发展开拓了道路。直到现在，这种假肢形式仍然被使用着。

1 接受腔

1.1 形式及制作材料

双侧髋关节离断假肢的接受腔通常由内层软腔和外层硬腔组成。软腔通常由弹性材料制作而成，通过填补残端为患者坐或站立提供承重平面，提高接受腔舒适度和平衡稳定性。常用的弹性材料为聚乙烯泡沫树脂。外层硬腔通常用热塑性塑料或贝纶袜套、碳纤和树脂等真空成型制成。为了方便患者穿脱，通常将接受腔做成左右两半式，后开口，用软铰链、合页铰链等连接；前侧开口使用尼龙搭扣、皮带扣或涤纶增强皮带等连接，患者可以自行通过搭扣，调整腹部和残端承担重量的分配[4-5,9-10]。

全骨盆切除患者的接受腔通常做成前后两片，用尼龙搭扣在腔的两侧将两片连接[13]，或用合页在接受腔的侧面将两片连接，如同在腔上开了一扇门。也可做成一个整体[14-16]。具体形式需根据患者残肢情况和所用的材料决定。

双侧髋关节离断假肢接受腔上缘包至髂嵴上沿，起到悬吊假肢的作用；也有包至肋缘下的桶形接受腔，截肢者可以用其躯干肌肉旋转桶形接受腔[17]。脊髓损伤并发双侧髋关节离断的截肢者，接受腔包至腋下，在不妨碍上肢运动和躯干侧向弯曲的基础上，为截肢者轮椅和坐位平衡提供足够的躯干稳定性[4]。全骨盆切除患者接受腔前侧要包至剑突以上。因为失去骨盆，悬吊除了依靠躯干和接受腔的摩擦力，通常还需要肩吊带[18-19]。

国外有人为全骨盆切除或双髋离断截肢者设计了专为坐位使用的接受腔。Carlson等设计了一种柔软、紧身型、透气的棉质弹性纤维织物的内层软腔，外层是一个热塑板材制成的硬性框架或壳，用于增加散热；与泡沫树脂相比，棉质材料透气性好，可减少与皮肤的摩擦；当残肢体积发生变化时，这种软腔可以进行调节[16]。Wilson使用定制的气囊高度为2英寸(1英寸=2.54 cm)的ROHO公司低型(low-profile)治疗软垫作为内层软腔，用热塑板材做外腔，前侧开门，方便穿脱[19]。用假肢评估问卷(Prosthesis Evaluation Questions,PEQ)评价显示，这种接受腔对胸廓压力的分布比较均匀，散热性、舒适性提高[19]。

1.2 设计要求

双侧髋关节离断假肢的接受腔是与截肢者直接接触的界面，接受腔的形式、舒适度直接影响假肢的使用。双侧髋关节离断假肢的接受腔主要作用是包容骨盆及残端；重新分配残端压力分布，避免局部受压过大；辅助直立，扩大活动范围；使骨盆可以屈曲和伸展，改善坐位和躯干活动的侧向运动；传递体重，悬吊假肢。

接受腔在设计制作时应达到以下要求。①穿脱方便[4,9]，穿着尽量舒适，外观尽可能美观[20]。②接受腔与骨盆、残端软组织全面接触，增加受力面积，尽量均匀承重[4,9,19]。③骨突起、破损、瘢痕严重区域要免荷。④要考虑到残肢体积变化带来的影响。接受腔应可以调节，以适应体重增加或减少以及患者处于不同体位时引起的残肢体积的变化[5,9,13,21]。⑤应很好地塑出髂嵴形状，避免残肢在接受腔里发生旋转。⑥为方便大小便护理，在接受腔前下方中间开口，部分患者还要考虑结肠造瘘和导尿管的出口[4-5,9]。⑦考虑散热性和透气性[4,9,13]。⑧接受腔对线时一定的前倾角度有利于增加直立时的稳定性，角度以患者舒适且能保持平衡为准[4,17-18]。

2 双侧加拿大式髋关节离断假肢

2.1 假肢组件选择

最早的双侧髋关节离断假肢是壳式结构，最常用到的形式是双侧加拿大式[4-5,7,9-10]。接受腔的前下方安装髋关节铰链，属于单轴不带锁关节，因此在接受腔底部装有髋关节屈曲角度控制装置，如屈曲控制带[5,22]，兼具辅助髋关节伸展的作用。这种方式下，髋关节轴位置固定，调整对线很困难。后来的诺斯韦顿(Northwestern)式髋关节安装了调整机构，方便调整对线，且关节有内置的限制屈曲角度的步幅控制杆[22]。膝关节采用壳式铰链组件。内骨骼式双侧髋关节离断假肢的接受腔仍然采用加拿大式，髋、膝关节采用标准组件式结构，便于对线调整，稳定、重量轻、外观好[2,21,23]。

随着关节种类的增多，双侧髋关节离断假肢的组件选择也变得多样化。髋关节可以选择可自由屈伸的不带锁式，也可以选择带手动锁、只有坐位时打开关节的可屈曲式[5,9-10,23]；膝关节可以选择支撑期控制、手动锁、自由膝关节[4,10,23]。

部分患者穿双侧髋关节离断假肢经过训练，借助前臂拐或助行器可以完成摆过步或摆至步行走[2,10,21]。摆过或摆至步是患者先借助于肘拐，双上肢支撑起全身，使假肢稍微悬空，再靠腹部肌肉向前甩动双侧髋关节假肢，轻轻稳定着地；靠腰部力量控制身体平衡，再迈出下一步。患者也可以通过使用双侧拐杖或助行器进行四点步态：用手撑起躯干，然后屈曲旋转骨盆完成摆动初期。这种四点步态能量消耗大，速度慢[5,9,16]。儿童截肢者体重轻、重心低，有些可以不借助拐杖实现移动[10]。也有报道称，如果双侧髋、膝关节全部锁定，会增加患者向后摔倒的危险[23]。因此可根据患者具体身体条件和要求选择髋、膝关节的形式和组合。

2.2 假肢高度及对线

双侧髋关节离断截肢者由于失去了双下肢，重心位置与正常人相比发生很大改变，安装假肢后，需要重新适应重心的升高，建立新的平衡。因此双侧髋关节离断假肢一般都先从短桩假肢开始，以适应身体站立和步行时的平衡；经过一段时间站立平衡和借助于助行器跨步训练的适应后，再逐步把假肢升高[5,10,21]。假肢最终的高度取决于患者截肢前的身高和使用假肢行走的稳定性及美观性。正常人的身高近似等于两臂平伸，双手张开时两手中指间距离。为了增加站立行走时的稳定性，或为了容易实现从坐位到站位的转换，在不影响身体对称性和步态美观的前提下，一般将假肢的大腿部分或小腿部分缩短几厘米[16]。儿童双髋离断假肢高度常根据正常儿童高度表设定，并随着年龄增加不断调整[5,10,21]。

假肢对线遵循加拿大式假肢对线原则：静态对线时，矢状面上，承重线通过髋关节后方、膝关节前方、踝关节前方，动态对线在此基础上微调；冠状面上，左右下肢髋、膝、踝关节的机械轴离地面高度对于身体的中心线必须左右对称。

3 交互步态行走假肢

由于摆过或摆至步行需要双上肢把身体及假肢重量撑起，并使双脚同时离开地面向前摆动，对于上肢力量相对较弱的截肢者比较困难。于是人们开始为双侧髋关节离断截肢者寻求更接近自然步态的行走模式。部分截瘫患者穿戴矫形器，借助拐杖或助行架可以实现交互步态，即四点步态。这些矫形器的膝、踝关节固定，髋关节在矢状面允许一定范围的屈伸运动。用双侧腋拐或助行架辅助，截瘫患者身体向一侧倾斜，把身体重量转移到支撑腿，通过不同机械装置连接两条腿，当支撑腿处于伸展状态时，对侧腿就屈曲，且保证双侧髋关节不会同时屈曲或同时伸展，从而实现交互步态行走[24]。有人把这些矫形器的交互步行原理应用到双侧髋关节离断假肢的设计中，使双侧髋关节离断截肢者穿上这类假肢能够实现交互步态行走，外观更接近正常人，降低步行能量消耗[20,25-26]。

1984年，路易斯安那大学交替式迈步矫形器(Louisana State University Reciprocating Gait Orthosis,环索型RGO)出现不久，就有报道称用环索型RGO和壳式双侧髋关节离断假肢为1例先天性肢体严重畸形、双下肢截肢术后的儿童安装了交互步态行走假肢[20]。这个设计是在每条假腿上装一个改良的加拿大式髋关节与环索型RGO关节的组合。用一个轴把它们的中心连起来，使侧面的交互关节和中间的加拿大式髋关节中心一致，通过环锁和交互关节传递交互运动，带动加拿大式髋关节和假腿运动，从而实现交互步态行走。

1990年，Meadows等报道了以ORLAU(Oswestry Rehabilitation Locomotion Assessment Unit)交互步行矫形器为原理，为1例先天性双下肢完全缺失儿童设计交互步态行走假肢系统。这个设计优点是假肢在单支撑期侧向稳定性好，缺点是机构重量大且仅靠万有引力驱动下肢做钟摆运动来完成摆动期[25]。

2001年，Spence等利用高级交替迈步式矫形器(Advanced Reciprocating Gait Orthosis,ARGO)原理为1例双侧髋关节离断截肢者设计安装了一套交互步态行走假肢[26]。它把改装的7E4假肢髋关节安装在接受腔前面靠近侧面的位置，两个髋关节通过位于接受腔后面的一条ARGO导索连接。在每个7E4关节上分别加装一个髋关节锁，当两侧髋关节锁处于锁定位置时，在导索作用下，患者穿假肢可以实现交互步行；当两侧髋关节锁处于开锁状态时，患者可以实现站位到坐位的转换。

这些设计的特点是膝、踝关节固定，将截瘫矫形器的交互运动装置与双侧髋关节离断假肢经过修改的髋关节联合在矢状面，一起实现假腿的交互运动。当患者穿上假肢后，借助双侧拐杖或助行器，经过训练，可以进行交互步态行走，减轻了上肢负荷，安全性较好，步态较自然，较容易被接受。

目前国内有1例全骨盆切除患者通过结合全骨盆切除假肢接受腔与环索型RGO实现交互步态行走的报道[17]，还有1例一侧大腿极短截肢、另一侧髋关节离断的截肢者通过结合双侧髋关节离断假肢接受腔与IRGO(Isocentric Reciprocating Gait Orthosis)实现交互步态行走的报道[27]。

控制双侧髋关节离断假肢站立、行走需要在安装假肢前后对患者进行肌力、使用方法的训练[4-5,9-10,21-22,26]。

4 小结

因外伤、战争、疾病等原因造成的双侧髋关节离断截肢者逐渐增多。随着医疗技术的提高和护理条件的改善，双侧髋关节离断截肢者存活率提高，寿命延长。为改善其外观、提高生活质量、改善心理、回归社会，这类患者通过安装双侧加拿大式髋关节离断假肢能够实现站立、摆过或摆至步行走，采用假肢技术和矫形器技术结合的方法能够实现交互步态行走。交互步态行走假肢能够减轻上肢负荷，降低步行能量消耗，步态模式更接近正常人。交互步态行走假肢的继续研究对双侧髋关节离断假肢的发展很有价值。

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Advance in Bilateral Hip Disarticulation Prosthesis(review)

CAI Li-fei,CAO Xue-jun,YANG Ping,et al.Capital Medical University School of Rehabilitation Medicine,Institute of Rehabilitation Engineering,China Rehabilitation Research Center,Beijing 100068,China

With the development of the industry,all the parts of bilateral hip disarticulation prosthesis have been improved.The patients with bilateral hip disarticulation prosthesis can achieve the swing-to gait or swing-through gait,even the reciprocal gait.

amputation;bilateral hip disarticulation;prosthesis;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.05.015

R687.5

A

1006-9771(2014)05-0455-03

2013-12-07

2014-01-17)

1.首都医科大学康复医学院，北京市100068；2.中国康复研究中心康复工程研究所，北京市100068。作者简介：蔡丽飞(1986-)，女，汉族，河南安阳县人，硕士，实习研究员，主要研究方向：康复工程。通讯作者：曹学军(1961-)，男，汉族，上海市人，硕士，副教授，主要研究方向：康复工程。