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假肢是怎麼實現活動的?誰控制的?


假肢是一個很大的概念,需要分部分來討論。

上肢假肢

上肢假肢,能主動動作的,就是上肢肌電假肢了。

控制系統,是由「肌電信號感測器」「控制電路」兩部分構成。

肌電信號:表面肌電信號(sEMG)是由肌肉興奮時所募集的運動單位產生的一個個動作電位序列(Motor Unit Action Potential Trains, MUAPT)在皮膚表面疊加而成,是一種非平穩的微弱信號。

通過感測器獲得肌電信號之後,交由控制電路處理,控制電路控制動作系統做出各種動作,現階段,以虎口開合為主。

控制電路部分,主要負擔兩方面的作用。第一,確定意圖。肌電信號不穩定,有時拮抗肌會同時發出較高電信號,有時電信號不夠持續,有時會受到電磁環境的干擾等等,這些都需要控制電路去判斷和調整。第二,確定動作。現代肌電假肢,功能越來越多,有了確定的肌電信號,有時候需要控制電路自己去判斷動作的類型、持續時間、動作速度和力度等等。

PS:現階段投入臨床使用的上肢假肢,絕大多數是肌電假肢,聲控、腦波到目前為止都還不太實際;機械開關(拉線式開關、觸碰式開關)代替肌電信號感測器的產品也有,但是少見,主要使用在無法獲得肌電信號的情況。

同時,現階段沒有可以反饋觸覺的肌電假肢。

下肢假肢:

下肢假肢需要控制的,主要是人工膝關節,大腿截肢患者、髖離斷截肢患者需要使用。

人工膝關節的控制,現在主要有五種控制途徑:

  1. 手動控制。少見,一般用於控制能力差的患者,體現形式是手動鎖,控制膝關節是否可以屈曲。
  2. 機械摩擦控制。常見於低端產品。通過機械摩擦控制膝關節擺動。
  3. 氣壓控制。通過氣壓缸的阻尼,控制膝關節擺動。
  4. 液壓控制。通過液壓缸的阻尼,控制膝關節的擺動。注意,罕見氣壓液壓同時出現在人工膝關節上。
  5. 電磁控制。ossur?rheo kneepower knee使用磁流變材料,電磁控制膝關節擺動。

注意,智能假肢的控制,也是利用上面五種控制途徑,比如ottobock cleg,使用的就是液壓控制的途徑。

PS:目前除了ossur?的power knee,沒有自帶動力的膝關節,其餘的膝關節,都是靠截肢者殘肢的力量和彈簧的力量來達到擺動期的屈曲和伸展。

控制方式:

目前大部分膝關節,控制方式都是預置可調節的,比如氣壓、液壓膝關節,通過調整閥門來控制假肢擺動期屈曲伸展的姿態。或者支撐期控制。

智能膝關節,使用感測器、單片機控制行走姿態。常用感測器有角度感測器、壓力感測器、加速度感測器。

有嘗試使用別的控制方式,但是目前沒有投入臨床使用。


樓上陳老師已經講的很清楚了。假肢是靠患者控制的,所以患者身體素質對假肢穿戴效果起到很關鍵的作用


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