计算机辅助设计与制造系统用于大腿假肢远程加工的效果

周大伟，吴磊，吴锡汉

·康复工程·

计算机辅助设计与制造系统用于大腿假肢远程加工的效果

周大伟1，吴磊2，吴锡汉3

目的 探索使用专业假肢计算机辅助设计软件和制作系统进行远程制作大腿假肢的可行性。方法 通过互联网，将异地假肢临床接待室的8例大腿截肢患者残肢尺寸数据传送到计算机假肢制作加工中心，利用软件数据模型库选择相应的大腿假肢接受腔口型圈并按照尺寸表进行数据模型修改，将修改后的数据模型进行实体模型加工并送至假肢临床接待室给患者适配假肢。给患者试穿假肢后按照大腿假肢临床功能评估进行评价。结果 7例患者大腿假肢临床功能评估达到要求。结论 通过严谨的残肢尺寸测量并进行计算机设计和远程加工的模式是可行的。该模式可解决偏远地区大腿截肢患者无法制作假肢的问题。

截肢；计算机辅助设计与制造；大腿假肢；远程加工

［本文著录格式］周大伟，吴磊，吴锡汉.计算机辅助设计与制造系统用于大腿假肢远程加工的效果［J］.中国康复理论与实践，2015，21（2）:239-241.

CITED AS:Zhou DW，Wu L，Wu XH.Application of computer aided design/computer aided manufacturing system for tele-process of lower-limb prosthesis［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2015，21（2）:239-241.

2010年第二次全国残疾人抽样调查数据显示，我国残疾人总数约为8502万［1］，其中肢体残疾人2400万左右，下肢截肢者占17%左右。截肢患者相当部分居住在偏远山区或者其他没有条件安装假肢的地方。每年中国民政系统的国营假肢中心都抽调大量人力，携带笨重假肢制作材料深入这些地方进行假肢装配，其中中国残联和李嘉诚基金会合作的“长江新里程”计划，先后花了近10年的时间分3期为各地残疾人普及假肢装配［2］。

随着计算机辅助设计与制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）技术在工业运用上的高速发展，传统的假肢行业也开始出现了专业的假肢设计软件和配套的数控加工中心［3］。为了解决偏远地区大腿截肢患者装配假肢的难题，本研究在上海和北京两地探讨远程传递大腿截肢患者残肢尺寸表并进行计算机设计和加工的假肢接受腔方法的可行性。

1 资料和方法

1.1 一般资料

由上海残联联康假肢矫形公司从现有需要装配大腿假肢的患者数据库中，按患者编号随机选择8例大腿截肢患者，通过大腿假肢装配临床检查表进行检查，确定所有患者均适合安装大腿假肢。其中男性6例，女性2例；平均年龄（28±4）岁；平均身高（168±11）cm；平均体重（61±9）kg；第1次装配假肢5例，第2次装配假肢3例。假肢测量和患者适配在上海本地进行，假肢设计和接受腔加工在北京进行。使用计算机辅助设计全部制作成坐骨包容接受腔形式，坐骨支撑位呈囊状包容患者坐骨，口型圈呈长椭圆形［4］。

1.2 方法

大腿假肢传统手工制作流程分为测量、修型、制作、适配［5］。采用CAD/CAM系统加工的方法和传统方法在修型和制作方面有很大区别。修型一般采用专用软件内置的大腿模型，按照患者残肢尺寸进行修改、匹配［6］。制作过程在数控加工中心直接加工大腿假肢接受腔模型［7］。

本研究使用北京瑞哈国际假肢矫形贸易有限公司提供的法国Rodin4D假肢矫形器专业CAD/CAM系统。其中CAD内置各种类型大腿假肢接受腔模型，通过软件的尺寸修改功能、接受腔角度调整功能和模拟手动修型功能对大腿假肢接受腔进行模型修改，使内置模型符合患者的实际残肢形状，从而达到大腿假肢接受腔实际穿戴匹配［8］。CAM系统为一台小型三轴数控加工中心，可以加工固定尺寸的聚氨酯硬质泡沫圆柱形毛坯，将毛坯加工成设计好的大腿假肢接受腔模型［9］。

尺寸测量是获取患者残肢特征的重要步骤［10］。同一名有丰富经验的假肢技师进行残肢尺寸测量，在假肢制作和设计过程中采用统一的尺寸表和标准的测量流程［11］。嘱患者健侧上肢扶住专用取型架，保持骨盆水平站立，残肢伸直内收位。①围长测量：使用皮尺通过残肢内侧会阴水平测量残肢围长，并向下每隔5 cm测量围长至残肢末端。②宽度测量：使用游标卡尺测量坐骨结节至股骨大转子下水平对应位置的宽度、坐骨结节至髂前上棘下方水平对应位置的宽度、会阴至大转子上方的斜向宽度，使用直尺测量会阴的宽度。③长度测量：使用皮尺进行残肢长度测量。测量完毕后，将残肢其他特殊情况进行单独描述，例如某个部位有瘢痕、皮肤粘连、压痛点等。

1.3 评定标准

由同一假肢技师组装大腿假肢，大腿假肢零配件为OSSUR公司生产TK2000七轴膝关节、Flex碳纤脚板，其他材料相同。按《大腿假肢装配》项目五任务十七“评估假肢功能”的内容进行大腿假肢接受腔静态适配评估［12］，评估项目共8项，满足要求计1分，总分8分，分数越高，说明大腿假肢接受腔适配性越高。8例患者平均分超过4分即认为使用CAD/CAM远程制作大腿假肢成功。

2 结果

大腿假肢接受腔静态适配检查结果见表1。患者对大腿假肢接受腔的残肢包容结果和残肢无压痛方面都很满意，但在局部部位出现了一些问题。其中2例患者坐骨结节没有位于正确的坐骨包容面内，接受腔整体过松。4例接受腔外侧与患者残肢的臀肌部位接触不够紧密。3例接受腔残肢悬吊有问题，1例残肢末端悬空没有与接受腔全接触。接受腔的问题往往是链式反应，一个问题往往会导致其他问题的出现。因为接受腔整体过松或者外侧不服帖，可能造成接受腔漏气影响真空负压悬吊。经过接受腔的初次适配，患者对接受腔的穿戴表示满意的7例，经过假肢的成品处理他们可以直接穿戴回家。1例患者对接受腔外侧接触不够紧密并导致假肢漏气表示不满意，希望通过修改再次适配或者重新制作。

表1 大腿假肢接受腔静态适配检查（n）

3 讨论

使用CAD/CAM系统进行大腿假肢远程制作接受腔的加工方案是可行的。通过在不具备假肢安装的地方设置临床装配点，对大腿假肢患者进行尺寸测量和最后的接受腔适配检查；在其他具有中心加工系统的地方，使用专业假肢修型软件选择优化的大腿假肢接受腔数据模型，按照实际患者残肢尺寸进行修改，使数字模型与患者残肢尽量匹配［13］；最后经过加工中心加工模型，并按正常大腿假肢制作流程组装后，快递到临床装配点进行患者适配。

手工制作大腿假肢依赖于技师的经验和手感，在制作过程中，石膏绷带的缠绕方法和石膏修型的顺序都会给假肢制作带来不确定因素［14］。同样，在使用计算机进行远程加工的过程中也有很多不确定因素，例如患者残肢的尺寸测量是否准确，修改的过程是否能

够真实体现残肢的原始性状［15］。今后，需要假肢技师对专业假肢修型软件进行不断总结和提高，减少软件出现误差的概率，最大程度地提高假肢远程加工的成功率，为民政和残联系统提供另外一种假肢安装途径，为偏远地区的肢残人服务。

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第二十一届全国小儿脑性瘫痪现代康复技术培训班通知

由卫计委佳木斯康复医学培训中心、中残联中国残疾人康复人才培养黑龙江基地佳木斯大学康复医学院暨黑龙江省小儿脑性瘫痪防治疗育中心承办的第二十一届全国小儿脑性瘫痪现代康复技术培训班开始招生，经结业考试授予结业证书和国家级Ⅰ类继续教育证书10分（2015-06-04-074）。

培训内容：围绕小儿脑性瘫痪和孤独症谱系障碍等儿童常见致残性疾病设置课程，传授最新的儿童康复治疗理论、技术和进展。

培训方式：采用团队式（医生与治疗师共同参与）、讲授与示教相结合、集体评价、实际操作及典型病例讨论等方式授课，突出动手操作能力培训，重在提高儿童康复专业人员的理论水平与实践能力。

培训对象：从事儿童康复、小儿神经、儿童保健医生、治疗师、护士以及相关专业人员。培训学员定额60名，按报名先后，额满为止。培训中心根据学员申请将为边远贫穷地区免费培训2名学员。

拟开班时间：2015年6月29日～7月3日，6月28日报到，6月29日正式开课。费用1200元（含培训费、资料费、书费、照片等），培训中心统一安排食宿，费用自理。培训班教师：国内外著名的儿童康复专家和治疗团队。

请参加培训班的人员务必于2015年5月30日前将回执寄至培训中心，或直接与培训中心联系。

联系地址：黑龙江省佳木斯市德祥街419号 黑龙江省小儿脑性瘫痪防治疗育中心。联系人：谭丽萍、郭岚敏。邮编：154003。E-mail：lipingtan2008@163.com，guolanmin1977@163.com。电话：13614692803、13339444900、0454-8623645。网址：www.jmschildrehab.com。

佳木斯大学康复医学院 黑龙江省小儿脑性瘫痪防治疗育中心

Application of Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing System for Tele-process of Lower-limb Prosthesis

ZHOU Da-wei，WU Lei，WU Xi-han.Prosthesis Orthosis&Rehabilitation Department，Beijing College of Social Administration，Beijing 101601，China

Objective To explore the feasibility of professional computer-aided design prosthetic software and processing systems for tele-process of lower-limb prosthesis.Methods The residual limb size data of 8 leg-amputation patients in prosthetic clinical reception were transferred to the computer prosthetic processing center.The appropriate lower-limb prosthetic socket mouth circles were selected in the software data model library，and were modified in accordance with the size table，and then they were processed and sent to the prosthetic clinical reception for the patients.The clinical function of lower-limb prosthesis was evaluated after try-on.Results The clinical function met the requirements in 7 patients wearing the prosthesis.Conclusion It is possible to design and tele-process lower-limb prosthesis through elaborate dimensional measurement，which can be a mode to serve lower-limb prosthesis to remote areas.

amputation；computer aided design/computer aided manufacturing；lower-limb prosthesis；tele-process

R496

A

1006-9771（2015）02-0239-03

2014-10-09

2014-11-17）

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.02.028

1.北京社会管理职业学院假肢矫形康复系，北京市101601；2.上海市残疾人康复职业培训中心，上海市200125；3.北京瑞哈国际假肢矫形器贸易有限公司，北京市100123。作者简介：周大伟（1978-），男，汉族，河南兰考县人，硕士，讲师，主要研究方向：假肢矫形器设计与制造。