大腿运动假肢的制作及功能特点_附1例膝上截肢短跑运动员的个案报道 精品

　　在配置运动假肢前康复目前由于假肢装配构件的选择仍缺乏科学的指导所以康程师必须依据自身的临床经验选择适合的假肢配件和科学的制作方法最大限度地发挥运动假肢的功用使其能够与运动项目的生物机制和运动员的残肢的条件相匹配以往人们认为大腿运动假肢就是装配一个比生活假肢更紧更舒适的接受腔选择一个适合奔跑的膝关节或改装后用于比赛的膝关节以及一个运动c形碳纤运动脚板即3结果可

　　大腿运动假肢的制作及功能特点 ——附 1 例膝上截肢短跑运动员的个案报道

　　着会阴根部由内向外以 “8” 字形交叉缠绕直至腰间， 此种方 法取出的模型既容易包容会阴根部游离的软组织， 又利于塑 造出残肢外股骨大转子及周围的形状， 紧接着用石膏条及石 膏绷带取型即可。患者在我院先后装配过坐骨包容式接受 腔、 四边形接受腔和椭圆形接受腔 （即非常接近残肢水平截 面的形状） ， 在接受腔的试穿、 修改及调整松紧过程中， 每一 种接受腔至少制作了 5 个但都存在缺陷， 最后根据患者的身 体条件和运动项目的需求， 最终设计椭圆形接受腔作为运动 假肢的接受腔 （见图 1） 。

　　患者于 12 岁时因台风， 被吹倒的墙壁砸伤右下肢， 由于未能 及时送往医院救治， 加之当地医疗技术有限， 最终致使患者 在当地医院行右侧大腿截肢手术。患者于 17 岁时被选入广 东省级残疾运动员， 主要参赛运动为跳高和跳远。期间参加 过奥运会、 亚运会、 世锦赛以及全运会， 荣获金牌 25 枚， 共获 得奖牌约 30 余枚。 由于患者自身具备较好运动条件， 为了参加 2004 年国 内新项目短跑 100m 的训练， 中国残疾人联合会出资为患者 装配了第一条运动假肢。在 2004—2010 年， 患者因所装配 运动假肢的接受腔不适合其自身伤病情况， 导致不能正常进 行训练。期间， 患者也曾在国内多家装配机构更换过运动假 肢， 但效果均不理想， 主要存在的问题有： ①接受腔太紧而无 法长时间穿戴， 在训练过程中肌肉的功能亦得不到充分的发 挥； ②接受腔松， 在训练过程中出汗多， 故接受腔容易脱落； ③在穿戴运动假肢时， 跑步的姿势总是类似于跳跃， 故无法 在短跑比赛中提速。 2010 年 3 月， 患者来到广东省工伤康复中心， 义肢矫形 师的专科检查结果如下： 右大腿残肢长度 18cm， 左、 右两侧 股骨大转子下 5cm 的肢体围度分别是 57cm 和 43cm， 左侧膝 上 10cm 的围度是 45cm， 右侧残肢末端围度是 37cm。右侧残 肢的关节活动范围正常。残肢感觉与健侧对比亦基本正常， 无痛觉过敏和幻肢痛。残肢皮肤状况良好， 未见红肿或皮肤 破损。患者日常生活完全自理。职业能力亦无障碍， 截肢后 一直从事运动员的工作。 2 2.1 2.1.1 即可。 2.1.2 接受腔的取型:用一条长约 40—50cm 的弹力绷带， 沿 运动假肢的制作 接受腔的设计 尺寸测量:于患侧会阴根部水平面上测量， 然后往下

　　程中不影响屈曲的情况下要尽量的大， 尽量的紧贴残肢根部 增加受力面积。外侧:准确地制作出大转子位置与形状， 股 骨的夹钳装置， 以及臀肌凹陷处的加压。后侧: 坐骨平台的 制作不仅需要对坐骨结节进行支持， 而且要包容到坐骨结节 背面约 5—10cm 的高度， 此种设计为运动员在跑步时的后蹬 动作提供了一个强而有力的支撑点 [2]。内侧:在减少跑步时 接受腔对对侧肢体皮肤摩擦的情况下， 内侧边缘应尽量加 宽， 并且要有一定向上的倾斜度， 以利于加大受力面积。 2.1.4 接受腔制作:接受腔主要由碳纤材料分两次抽真空制 成。第一次抽完后先固定钛合金三爪， 再抽第二次即可。

　　能够使残疾运动员的运动成绩发挥至与普通运动员相近的 运动假肢在技术上的突破和创新， 对于 高科技产品[1]。然而， 目前医技人员和康复工程师仍是挑战。 运动假肢接受腔的舒适度和接受腔的装配对线是成功 制作运动假肢的关键。运动假肢主要的功能是奔跑和站立， 所以无需考虑运动员穿戴运动假肢时的生活方便与否。因 此， 在设计接受腔时既要考虑到假肢的奔跑功能， 同时， 也应 考虑到运动员在跑步过程中残肢的甩力和大量出汗是否会 导致假肢容易脱落。故此， 在为残疾运动员设计接受腔时， 接受腔的舒适度与松紧度是相当关键的， 与生活假肢的接受 腔相比， 运动假肢接受腔在此方面的设计必须更加精确。膝 关节和脚板的选择范围也较为狭窄， 根据不同的运动员或体 育项目的需求， 有时候康复工程师甚至还需要对已有的构件 进行改装和调试。 尽管假肢不能替代已经失去的肢体的功能， 但是， 有效 的康复训练和适合的假肢配置能够辅助截肢者重返赛场。 据 Legro 等[4]调查发现， 20—39 岁的截肢患者均有兴趣参加不 同强度的体育运动， 此外， 截肢者在穿戴适合的假肢后， 其运 动的成绩可到达较高水平， 部分残疾人的运动表现甚至可以 接近正常运动员的标准。 在配置运动假肢前， 康复工程师必须首先熟悉体育运动 项目的生物力学机制， 以及截肢运动员的残肢的功能情况。 目前， 由于假肢装配构件的选择仍缺乏科学的指导， 所以康 复工程师必须依据自身的临床经验， 选择适合的假肢配件和 科学的制作方法， 最大限度地发挥运动假肢的功用， 使其能 够与运动项目的生物机制和运动员的残肢的条件相匹配[5]。 以往人们认为， 大腿运动假肢就是装配一个比生活假肢更 紧、 更舒适的接受腔， 选择一个适合奔跑的膝关节或改装后 用于比赛的膝关节， 以及一个运动 “C” 形碳纤运动脚板即

　　“C” 形碳纤板[3]。 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 工作台的对线 矢状面对线: 接受腔在髋关节自然屈曲 30ʎ 位对线cm， 使重力线完全落在膝关节的前方。 心线落在膝关节及 “C” 形脚板的内侧。

　　额状面对线:接受腔在髋关节自然外展 10ʎ位对线， 中 水平面对线:接受腔在髋关节自然外旋 10ʎ位对线， 此

　　外， 连接膝关节与接受腔时， 其中间的距离应尽可能地缩短， 从而使运动员在奔跑过程中摆动的阻力最小化。 2.3.4 运动场对线： 观察运动员在跑动过程中接受腔、 膝关 节及 “C” 形脚板的位置关系， 并对其进行适当地调节， 并且调 出 Mauch 关节的跑步功能。见图 2。

　　3 结果 患者在我中心完成运动假肢的装配， 并接受了为期 4 个 月的集中适应性训练， 其运动水平取得了突破性的提高。在 未装配运动假肢前， 单腿跳完成 100m 短跑与沙坑跳远的成 绩分别是 20s 和 4.6m。在装配运动假肢的初期， 单腿跳完成 100m 短跑与沙坑跳远的成绩分别是 18s 和 4.8m。在装配运 动假肢 4 个月后， 100m 短跑和沙坑跳远的成绩分别提高至 15s 和 5m。据报道， 目前这两项运动项目在国内的最高纪录 分别是 17s 和 4.71m， 世界的最高纪录分别是 13s 和 6.3m。 4 讨论 用于参加体育竞赛活动的运动假肢， 其设计侧重于残疾 运动员的运动表现及其比赛的成绩。对于截肢的运动员来 说， 普通假肢已不能满足其参赛的需求， 因此， 康复工程师需 要设计使假肢由一个普通的功能代偿性的工具， 转变成一种

　　可。其实不然， 目前用于生活假肢的接受腔就有四种类型的 口形可以选择。膝关节的选择范围就更为广泛， 例如机械 式、 气压式、 液压式及智能式膝关节等。 设计何种类型的假肢接受腔， 对于一个大腿截肢的运动 以及能否 员来说至关重要[2]。运动假肢是否适合快速奔跑， 提高比赛的成绩， 都与接受腔有着直接的联系。接受腔应具 备非常适宜的松紧度及包容性。在实践中发现， 如果接受腔 有松动， 或包容性稍有不适， 假肢就容易在运动员跑步过程 中脱落。若接受腔过紧， 则在运动员跑步过程中妨碍大腿肌 肉的收缩， 使残肢的功能不能得到充分地发挥。此外， 接受 腔过紧也会引起残肢软组织受到挤压， 运动员因接受腔不适 而无法长时间穿戴假肢。 除了接受腔的松紧度需要非常精确地控制外， 接受腔口 型边缘的预留也不可忽视， 运动假肢接受腔口型边缘的预留 与生活假肢最大的区别在于， 运动假肢主要用于站立和跑

　　步， 所以,口型边缘预留方面几乎不用考虑运动员的坐下和 如厕， 在不影响运动员跑步的情况下应该尽量保留， 以增加 受力面积， 分散残端的压力。此外， 接受腔后侧的坐骨平台 应包容到坐骨结节背面 5—10cm 的高度， 这样可为运动员在 高速奔跑时在后侧提供一个强而有力的支持点。与运动假 肢相比， 生活假肢必须要考虑到生活的方便程度， 所以接受 腔边缘需裁剪较多一些。总之， 在制作运动假肢接受腔时， 无论选择何种类型的接受腔均有其不足之处。在制作接受 腔时， 需要综合考虑不同口型的接受腔的特点， 并结合运动 项目在生物力学方面的需求， 以及运动员的残肢条件和残肢 横切面形状， 选择适合运动员和运动项目的接受腔。 除了假肢接受腔的制作至关重要外， 运动膝关节及运动 脚板的选择对于残疾运动员来说同样重要[6]。关于运动膝关 节的选择， 目前国内用于跑步的膝关节有两种。一种是 Mauch 关节， 此关节具有强大的液压缸， 可以为运动员在高 速奔跑时提供快速强劲的助动力， 增加髋关节后伸的力量。 另一种膝关节是运用 OttoBock 膝离断四连杆关节(3R46)加弹 的碳纤脚板[3]。

　　随着我国国民经济的不断发展， 社会各界对残疾人的关 注度也越来越高。我国的残疾运动员在国内和国际的大赛 上取得了多个辉煌的成绩。然而， 人们对需要装配运动假肢 参赛的残疾运动员的关注度仍不够， 尽管部分运动员装配了 运动假肢， 但是他们却不能穿戴假肢参赛， 甚至穿戴假肢后 仍无法进行杏彩体育正常的跑步。据了解， 目前国内没有一支专业的 康复工程师团队， 参与到残疾运动员装配运动假肢前后的训 练当中。倘若我国能够培养这样一支专业队伍， 或建立一个 专业化残疾运动员的训练基地， 那么， 国内那些需要装配运 动假肢的残疾运动员的比赛成绩， 将会有望提高， 从而进一 步缩小国内残疾运动员的水平与世界纪录之间的差距。 参考文献