假肢是一个很大的概念,需要分部分来讨论。
上肢假肢:
上肢假肢,能主动动作的,就是上肢肌电假肢了。
控制系统,是由“肌电信号传感器”“控制电路”两部分构成。
肌电信号:表面肌电信号(sEMG)是由肌肉兴奋时所募集的运动单位产生的一个个动作电位序列(Motor Unit Action Potential Trains, MUAPT)在皮肤表面叠加而成,是一种非平稳的微弱信号。
通过传感器获得肌电信号之后,交由控制电路处理,控制电路控制动作系统做出各种动作,现阶段,以虎口开合为主。
控制电路部分,主要负担两方面的作用。第一,确定意图。肌电信号不稳定,有时拮抗肌会同时发出较高电信号,有时电信号不够持续,有时会受到电磁环境的干扰等等,这些都需要控制电路去判断和调整。第二,确定动作。现代肌电假肢,功能越来越多,有了确定的肌电信号,有时候需要控制电路自己去判断动作的类型、持续时间、动作速度和力度等等。
PS:现阶段投入临床使用的上肢假肢,绝大多数是肌电假肢,声控、脑波到目前为止都还不太实际;机械开关(拉线式开关、触碰式开关)代替肌电信号传感器的产品也有,但是少见,主要使用在无法获得肌电信号的情况。
同时,现阶段没有可以反馈触觉的肌电假肢。
下肢假肢:
下肢假肢需要控制的,主要是人工膝关节,大腿截肢患者、髋离断截肢患者需要使用。
人工膝关节的控制,现在主要有五种控制途径:
-
手动控制。少见,一般用于控制能力差的患者,体现形式是手动锁,控制膝关节是否可以屈曲。
-
机械摩擦控制。常见于低端产品。通过机械摩擦控制膝关节摆动。
-
气压控制。通过气压缸的阻尼,控制膝关节摆动。
-
液压控制。通过液压缸的阻尼,控制膝关节的摆动。注意,罕见气压液压同时出现在人工膝关节上。
-
电磁控制。ossur®rheo knee&power knee使用磁流变材料,电磁控制膝关节摆动。
注意,智能假肢的控制,也是利用上面五种控制途径,比如ottobock cleg,使用的就是液压控制的途径。
PS:目前除了ossur®的power knee,没有自带动力的膝关节,其余的膝关节,都是靠截肢者残肢的力量和弹簧的力量来达到摆动期的屈曲和伸展。
控制方式:
目前大部分膝关节,控制方式都是预置可调节的,比如气压、液压膝关节,通过调整阀门来控制假肢摆动期屈曲伸展的姿态。或者支撑期控制。
智能膝关节,使用传感器、单片机控制行走姿态。常用传感器有角度传感器、压力传感器、加速度传感器。
有尝试使用别的控制方式,但是目前没有投入临床使用。
作者:知乎用户
链接:https://www.zhihu.com/question/23121077/answer/25789685
来源:知乎
微信平台那么多,多我一个不算多,赶快关注我们吧。我们是假肢行业内最专业,微信内容最丰富,更新频率最高的微信公众平台。发送给更多残疾人朋友,一起关注我们,一起成长。
转载请注明出处。