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灵巧假肢丨机电假手

2022-06-10 浏览:


 
本世纪50年代末,在苏联举行的一次国际性学术会议上,曾经发生过那么-一则当时被称为奇事的小插曲:在会议进行着的某天。一位男子缓步走上主席台,只见他来到主席台上搁置的黑板前,用右手拿起粉笔,在黑板上写出“和平”两字。由于代表们事先都未曾得到任何讯息,因此,这一举动令与会代表们迷惑不解。正当与会代表们寻思是怎么一回事时,只见这位男子脱下自己的上衣,露出上半身时,与会代表们才恍然大悟,原来这位男子的右手是一只假手。这就是苏联假肢中心研究所研制的世界上第一只肌电假手,它是一只采用患者自已大脑支配的肌电信号进行控制的手。

 

长期以来,由于异体的肢体移植问题一直未曾得以解决,且异体肢体的来源也相当奇缺,因此,世界上第一只假手的研制成功,为那些双臂戴肢患者带来了希望。随着科学技术的发展,假手的研制也越来越能符合伤残者的意愿了。目前,假手按功能的不同,已有装饰性假手、操作用假手、能动性假手和动力型假手。
装饰性假手是借重外表而无任何功能的装饰用美容性假手。
操作用假手是没有可动部分的假手,其端部装有曲钩或双钩,仅能进行某项操作。
能动性假手是利用断肢者本身残余能力的假手,它通过控制绳索来带动肘和钩状手指。
动力型假手是从外部输人动力的假手,它可以根据身体某一部分的某种信号,例如截肢残端的肌肉电位来控制动作。动力型假手亦称肌电假手,是目前国内外最先进的假手,其功能和美观均优于其他各类假手。

 

肌电假手的研制是一门综合性的科学研究,涉及到人体解剖学、生理学、生物力学、仿生机构学、信息论、控制论、电子技术以及电子计算机和数据处理技术等多门学科。目前,继美国、苏联、日本,加拿大、南斯拉夫等国家开展肌电假手的研究后,我国的科学工作者也已开展了这方面的研究,已获得成功,具有实用效果。
肌电假手的动作是由大脑神经直接支配的,它是以断肢端肌肉动作所产生的肌电位作为控制信号的,使之来控制薇型高性能电机及机械传动系统,从而推动手指和旋腕机构,使假手能按人的意志动作。
由于肌电假手的动作是直接受大脑支配的,因此在设计中,不仅要求假手的机构动作具有仿生功能,能以假乱真,而且要求性能稳定、控制灵敏、工作可靠。在功能上,能满足患者生活基本自理的要求。此外,还要从患者的实际需要出发,首先是假手必须轻盈,具有相当的力学强度,因此,目前肌电假手的基体材料都采用高级的轻质铝合金材料。其次,假手既要有一定的握力和提携力,又要符合日常实际生活、工作和劳动的需要,因此动力传动机构都采用高性能的微型直流电机,并配以高速级、高效率,高精度的轮轴系传动,使之动作自如。另外,整个假手的机电工作系统的噪音控制在极微的范围以内,使患者不会产生不可忍受的心理状态等心理因素。
 
目前,我国的假肢研究正处在方兴未艾的阶段,将能不断为戴肢患者重新获得生活自理带来希望和可能。

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