電動上肢假肢

前臂兩自由度肌電手,多為利用肌電信號控制手指開閉和鏇腕兩個動作。 前臂三自由度肌電手,即為利用肌電信號控制手指的開閉和鏇腕、屈腕三個動作。 常用的上臂兩自由度肌電手,即為利用肌電信號控制手指的開閉和屈肘兩個動作。

一種以蓄電池為能源的體外力源上肢假肢,又稱為電動手。它是通過直流微電機驅動假手的開閉和腕、肘關節的運動,來完成假肢的代償功能。按照對電機的不同控制方式又分為肌電控制電動手和開關控制電動手。電動上肢假肢的最大特點是:驅動省力,去掉了機械假手的肩背帶,而且可獲得較大的手指握力;控制靈活,不受肢位的影響,可在任意位置開手。因此,電動上肢假肢較之索控上肢假肢(機械手)來說,不僅代償功能好、操縱便利,而且可用於安裝索控假肢困難的患者(如上肢高位截肢),極大的拓寬了上肢假肢的安裝面。但它也存在著造價較高,電極易產生噪音及受電池壽命影響等缺點。
1.肌電控制電動手
又稱為肌電手。它是由截肢者的大腦神經支配殘肢肌肉運動產生肌電信號,通過將肌電信號放大後用來控制微型電機,帶動傳動系統,來驅動假手按人的意志運動的一種電動上肢假肢。由於肌電手的運動接受大腦指揮,可根據患者的習慣意識來控制假肢的動作(如利用殘肢的伸肌和屈肌來控制假手的開閉),除了具有電動假手的長處外,還具有直感性強、控制靈活和使用方便等優點,因此是現代上肢假肢的發展方向,也是當前上肢截肢患者的首選產品。
肌電手按照其可控動作的種類,又分為單自由度肌電手和多自由度肌電手。單自由度的是用一對電極控制手指開閉一種動作;多自由度的是用多對電極控制多種動作,如手指的開閉加上鏇腕、屈腕、屈肘等。目前已成品化的多自由度肌電手只有兩自由度的和三自由度的兩種,因為自由度太多,不僅難於製作,而且更難於控制,肌電信號的相互干擾往往產生誤動作。
常用的前臂單自由度肌電手,即利用肌電信號控制手指的開閉,利用機械裝置被動地進行鏇腕、屈腕的前臂假肢。前臂兩自由度肌電手,多為利用肌電信號控制手指開閉和鏇腕兩個動作。前臂三自由度肌電手,即為利用肌電信號控制手指的開閉和鏇腕、屈腕三個動作。
常用的上臂兩自由度肌電手,即為利用肌電信號控制手指的開閉和屈肘兩個動作。上臂三自由度肌電手,多為利用肌電信號控制手指開閉、屈肘和鏇腕三個動作。
肌電手用於肩離斷假肢時,即使裝配三自由度肌電手,目前肩部的動作也只能採用被動式的機械裝置,肌電信號控制的動作如同上臂三自由度肌電手。
肌電手的裝配受約於肌電信號的選取,殘肢產生的肌電信號太弱或十分紊亂則難於安裝。特別是安裝多自由度肌電手時,需要配置多對肌電信號明顯的電極,裝肢前的肌力訓練和裝肢後的操縱訓練是非常重要的。
2.開關控制電動手
一種簡易的電動手,國內習慣簡稱為電動手。它的驅動裝置類同肌電手,只是將複雜的肌電信號控制系統改為簡單的微動開關控制。通常是患者利用殘肢觸壓或拉動開關,啟動微電極來操縱加手動作。
這種假肢具有電動手的基本特點,但其製作成本卻遠低於肌電手;而且開關的位置可以靈活選擇,特別適用於上肢高位截肢或殘肢狀況較差,既不能安裝索控式假肢,又不能取得靈敏肌電信號的患者。但對假肢的控制不及肌電手靈活,不能像肌電手那樣按照患者的習慣意識來控制假肢,需要進行較長時間的操縱訓練。
3.混合型電動手
又稱為混合型上肢假肢,是指採用肌電信號控制和牽引索控制兩種控制方式相結合的上肢假肢。即一種自身力源和體外電動力源共同發揮作用的上肢假肢。
通常,混合型電動手適用於上臂截肢、肘關節離斷及其他上肢高位截肢者,利用肌電信號控制假手的開閉,利用肩背帶拉動牽引索控制肘關節的屈伸。
這種假肢的特點是:①假手的開閉能像肌電手一樣自如;②肘關節採用牽引索控制大大節省了電能,也增加了肘關節的機械強度;③較之完全由肌電信號控制的假肢,減少了一對控制肘關節的電極,更便於操縱;④簡化了機構,降低了成本。

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