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假肢的进展 摘要：随着人们生活方式的改变，人口老龄化以及环境污染等问题的出现，导致中风偏瘫、意外事故、小儿脑瘫等情况日趋严重。假肢与矫形器的出现部分的解决或缓解了以上的问题。本文主要介绍假肢的发展情况，及新动态。 关键字：康复工程、假肢、肌电信号、脑电信号、智能假肢 现代科学技术、康复医学的迅速发展，加上社会对残疾人事业的关注，许多国家社会保障事业的发展，使假肢与矫形器制造装配从一门古老的传统手工艺发展成为一门工程技术与医学技术相结合的边缘性学科。相比于矫形器，假肢的发展水平更能体现一个国家的康复发展情况，甚至整个国家的科技发展技术水平，因此了解整个假肢的发展历程及世界的前沿假肢发展状况，是非常有必要的。在康复治疗过程中普及假肢技术方面的知识和装配与服务水平，对促进我国康复事业的健康快速发展十分重要。 假肢就是用工程技术的方法和手段，为弥补截肢者或肢体不全者缺损的肢体而专门设计制造和安装的人工假肢，用于替代整体或部分缺失或缺陷的体外装置，使他们恢复或重建一定的生活自理、工作和社交能力。国外也有称之为人工肢体（artifical limb）。 人们很早就使用一些木棍来代替失去的肢体，尤其是代替下肢的行走。可以设想，那时天灾、人祸之后失去的假肢只是一些简单的捆绑在腿上的木棍。欧洲科学家普林尼记载：假肢由制造铠甲和武器的工匠制造，最早的假肢用木材、竹子等未经过加工的天然材料制成。假肢的使用最早记载说，公元前848年，比利时军人Hegistatu截断下肢后，装上了木制假肢，后来又成了一个寓言家。比利时出土过公元前三百年左右的木制大腿假肢，用皮革、青铜加铁固定。开始的假肢总体来说笨重，直到欧洲工业革命兴起，才由制造武器和铠甲的工匠用铁为主要材料。17世纪有人开始加入了接受腔让患者带起来舒适，同时用金属制作假肢的膝关节，完成了假肢的一次质的飞跃。 战争是推动假肢研究与发展的不可或缺的重要因素，第一次世界大战后，加之制造、配置成为一个有相当规模的行业。二次世界大战后，假肢成了一门专门的学科——假肢学（Prosthetics）,解决了膝盖骨腱承受身体重量压力的物理问题等等。 而1974年，维纳提出的关于肌肉的电信号控制假肢的可能性，又给发展中的假肢注入了新鲜血液，从此假肢的发展进入了现代化的高速轨道。直到1960年实用肌电假手问世，后来美国又发明了肌电控制上臂的“波士顿臂”。多自由度多维协调控制理论的发展与实施，出现了微电脑控制的“犹他臂”，及日本研制的全臂假肢，是肌电假手发展的第二阶段。80年代以后便是肌电假手发展的第三阶段，是大量应用于临床的有感觉反馈的假肢装置。 与此同时假肢制造材料的更新也越来越快，到20世纪60年代出现了合成树脂假肢的装配，80年代高分子材料硅橡胶；90年代生物材料……让假肢越来越符合人体需求。 自1948年威纳(Winener)提出著名的控制论以来，人们就开始致力于研究将生物信号用于控制，从而完成人机系统的联系。用于控制的信号源有:肌肉运动、肌电电位、神经电位、脑电、眼球运动、声音、再造指等。 由于肌电控制假肢具有直接、自然的特点，利用表面肌电控制的假肢已成为外部动力假肢中数量占绝对优势的一类。但肌电假肢也存在一些问题，如肌电控制假肢患者肌肉易疲劳，信息模式的重复再现性差，模式亦不稳定，外电场对其干扰严重等。基于以上不足，肌电控制假肢是目前研究发展的一个重要课题。 智能假肢：智能假肢与普通假肢相比，其主要功能特点是能根据外界条件变化和工作要求，自动调整假肢系统的参数，使其工作可靠，运动自如，具有更好的仿生性。智能假肢的组成，除了假肢本身以外 。 还应有以下组成：( 1 ) 敏感元件，即各种传感器。它们的作用是将外界条转换成可提取的信号，一般为模拟电信号。（2）信息处理单元： 通常是微型计算机。作用是读取敏感元件发出的信号识别和决策，并发出控制指令给可控制元件。( 3) 可控原件：一般安装在假肢本体内部，用于调整假肢运动参数，力参数，结构参数等。目前已开发出的或正在研究的智能假肢有下肢智能假肢和上肢智能假肢两大类。前者 主要有膝关节摆动期力矩控制，非稳定状态时安全锁紧，以及减少脚触地时的冲击等功能。后者主要是有假手握物的控制功能。包括防止被握物体滑脱或适应物体形状变化等。 上肢假肢的假手部, 长期以来使用的是五指一起张开,一起闭合, 只用一个微电机驱动的假手, 这种假手主要采用肌电信号控制, 性能可靠。但手指不能单个活动, 4年前英国TOUCH EMAS公司推出了五个手指各有一个微电机驱动, 每个手指有两个关节一起联动屈曲的仿生手, 这种假手具备了各个手指主动独立活动的能力, 目前因只用伸、屈两种信号控制, 仍然五指一起张握。当假手抓握物体时, 每个手指只要碰到物体并达到一定力度, 即会自动停止, 而其它未碰到