浅谈假肢与矫形器技术及发展展望

李子木 湖南省康复辅具技术指导中心 （湖南 长沙 410001）

内容提要： 假肢与矫形器技术隶属于康复医学范畴，而伴随着人类寿命的延长、临床医学、康复医学的快速发展以及人们对于医学领域发展期待的不断提高，假肢与矫形器技术也在持续发展进步，逐渐刷新着康复医学工程新范式、开拓发展新路径。文章中浅层次探讨了假肢与矫形器技术的发展现状，并对其技术的未来发展趋势进行了多方向展望。

假肢和矫形器技术是康复医学与康复工程中非常重要的一部分，对于它们的装配及使用，需要假肢矫形器制作师、康复师、医生以及患者共同合作完成。为了提高假肢与矫形器技术应用效果，还需要了解它的实际功能作用与分类，并加以不断完善。

1.假肢和矫形器技术的基本理论研究

假肢和矫形器技术是患者康复的重要辅助工具，它需要假肢矫形器制作师、康复师以及医生护理人员、患者等相互合作才能完成使用，在实际操作应用方面，为了进一步提高其应用功能效果，必须首先了解它的一些基础知识内容。

1.1 假肢与矫形器技术的基本功能应用

假肢与矫形器技术的基本功能应用广泛，其中假肢可恢复残疾人原有四肢的形态与使用功能，补偿截肢手术后所造成的肢体残缺部分，使得人体造型恢复完整美观。同时假肢安装的关键在于补缺人体原有形态及功能，减轻功能障碍，以方便满足患者今后的生活、学习与工作需求。

而矫形器则属于一种减轻人体脊柱骨骼肌肉系统、肢体系统功能障碍的体外支撑装置，它的主要功能作用有6点：

第一，稳定和支持。通过限制关节异常活动而祈祷稳定、恢复关节正常活动、正常承重的功能。比如说像脊髓损伤或下肢肌肉麻痹患者会采用到能够稳定膝踝足的矫形器，以便于他们正常站立和步行。

第二，固定和保护。通过对病变肢体或关节的有效固定与保护，促进病变痊愈。主要通过病变肢体或关节进行固定保护，有效促进病变痊愈，这一方法主要被应用于治疗各种骨折，是典型的骨折矫形器。

第三，预防和矫正畸形。一般用于肌力不平衡或由静力作用引起的骨关节畸形，比如先天性马蹄内翻足，起到预防作用。该技术主要应用于儿童群体，因为儿童在生长发育阶段由于骨关节生长存在较大的生物可塑性，所以可获得一定的矫形效果。

第四，减轻轴向承重。肢体或躯干的长轴承重对患者而言非常重要，利用矫形器技术可减轻这一承重压力，比如说它在治疗股骨头无菌性坏死方面就有一定效果。

第五，抑制站立。例如硬踝足塑料矫形器可主要应用于脊髓损伤患者，避免其步行过程中出现痉挛性马蹄内足，可有效改善步行功能。

第六，改进功能。它可改进患者步行、进食等生活中的动作行为能力，可帮助手部畸形患者改进他们的握持功能，例如腕部矫形器。

1.2 假肢与矫形器技术的基本分类

假肢与矫形器通过不同的分类方法可划分出多个种类。例如假肢按照截肢部位可以分为上肢假肢与下肢假肢，按照主要用途可以分为功能性假肢以及装饰性假肢等，而将这些假肢再进行细分，又可以分为假手指、手掌、前臂假肢、肘离断假肢、大腿假肢以及小腿假肢等等。值得一提的是，许多装饰性假体并非全为残障患者准备，其中像假牙、假乳等都是生活中人们常用的装饰品或矫形工具，可使得人体外表更加美观匀称。

矫形器主要根据功能以及作用部位分类，比如比较常见的躯干矫形器、上下肢矫形器、颈部矫形器等，当人体遭受外力伤害骨折后，或患有某些先天性骨骼疾病会应用到矫形器。矫形器的种类很多，可实现对人体全身上下各处骨骼的有效矫正与修复。

2.假肢和矫形器技术的发展现状

自改革开放以来，国内的康复辅助器具生产与应用就逐渐火热，纵观我国的康复辅助器具研究与应用主要从轮椅车、假肢以及矫形器具开始，迄今为止在相关领域已经制定了不少的专业标准规范，例如国家标准与行业标准，基于此的产业规模发展逐渐扩大。而假肢、矫形器在经历了从低级到高级的发展后，国内也结合所引入的先进技术自主研发了更多新型器具设备，确保假肢与矫形器技术与临床结合更加紧密。

考虑到传统医疗领域中假肢与矫形器技术应用较少，相关知识相对匮乏，容易导致患者在手术治疗与假肢矫形器治疗方面脱节，无法满足患者的康复要求，所以在2004年8月中国残疾人康复协会肢体残疾专业委员会也在哈尔滨正式成立了临床假肢矫形器学组，并先后多次举办学习班，大力普及假肢与矫形器技术，极大程度上促进了患者的手术与假肢矫形器一体化治疗过程，提升了康复医学工程建设应用水平。在该过程中，该技术也实现了个性化发展，出现了定制式技术体系，专门应用于矫形器的制作、装配、使用与调整过程中。目前在国内的多级医院都已经建立了专门的假肢与矫形器工作室，其发展水平已经正在逐渐追赶发达国家水平，实现了技术层面上的国际性接轨[1]。

3.假肢与矫形器技术的未来发展展望

由于当前假肢与矫形器技术产业的崛起，大量民办企业成立发展，所以该领域的相关技术也获得了突飞猛进的发展进步。在充分满足了设备技术复合型、多样性、特异性、主导性以及实用性等特征之外，它也更加朝智能化、人机一体化以及生物仿生控制等方面发展。下文结合新技术应用简单展望了假肢与矫形器技术的未来发展进程。

3.1 智能化技术发展展望

假肢与矫形器技术的智能化应用目前越来越广泛，它基本实现了传统产品与计算机技术的有效结合，构建了机电一体化或人工智能化产品体系。举例来说，像下肢智能化技术，它主要由国外三大假肢公司（英国、德国、日本）提供。这些公司有自己专门的专利科技技术，拥有名牌智能膝关节产品，且行业也在不断发展壮大规模。具体来讲，智能膝关节产品就包括了力-位传感器、微机处理系统以及力矩控制装置，可有效感知患者的步行速率、速度、且同时对路面状况信息进行评判，再形成信息反馈调节患者关节力矩，有效改变假肢器具的运动状态与运动水平，整体来看安全稳定且对患者步态的改善非常有效。在该技术中还应用到了计算机辅助设计技术与计算机辅助制造技术，它们都被应用于假肢接受腔的设计与制造过程中，同时已经拥有了较长的发展进程（10余年）。考虑到假肢要根据患者的残肢状况进行个性化设计，包括要匹配患者的骨骼肌肉组织参数复杂性，因此这还需要假肢设计师、康复师共同合作，结合患者实际与康复治疗经验进行假肢修型处理[2]。

3.2 人机一体化技术发展展望

人机一体化技术发展快速，它主要被应用于人体康复，目前已经初步形成了“人机一体化”产品与相关技术体系，比如说典型的植入式骨整合假肢。该技术的应用原理主要是利用到了生物相容性材料构建植入体，将其中一端与患者残肢骨骼相连接并长成一体，另一端则与假肢连接。该技术的优势在于它能够克服患者原有接受腔所带来的不适应、不舒适情况，在生物力学原理表现方面更加有优势，目前的神经控制技术就已经被广泛应用于该产品，并已经取得了不错应用成效[3]。

除上述技术内容外，像仿生控制技术也是非常先进的，它主要借助人体功能可塑性展开装置设计，促进人体肢体功能的恢复甚至再生，比如说比较经典的生物反馈功能康复技术、生物反馈康复治疗技术等等，这些技术可改善患者肌肉的自主控制能力，形成主动训练机制，对患者康复很有作用。

在未来，假肢与矫形器技术的发展与应用是可以期待的，它们从不同生物原理、不同科学层次为患者提出了近乎完美的肢体康养及矫正方案，是患者康复的真正福音，也是当前我国康复医学工程需要深入关注的重大课题。