計算機輔助設計與制造系統(tǒng)用于大腿假肢遠程加工的效果

周大偉，吳磊，吳錫漢

·康復工程·

計算機輔助設計與制造系統(tǒng)用于大腿假肢遠程加工的效果

周大偉1，吳磊2，吳錫漢3

目的 探索使用專業(yè)假肢計算機輔助設計軟件和制作系統(tǒng)進行遠程制作大腿假肢的可行性。方法 通過互聯(lián)網(wǎng)，將異地假肢臨床接待室的8例大腿截肢患者殘肢尺寸數(shù)據(jù)傳送到計算機假肢制作加工中心，利用軟件數(shù)據(jù)模型庫選擇相應的大腿假肢接受腔口型圈并按照尺寸表進行數(shù)據(jù)模型修改，將修改后的數(shù)據(jù)模型進行實體模型加工并送至假肢臨床接待室給患者適配假肢。給患者試穿假肢后按照大腿假肢臨床功能評估進行評價。結果 7例患者大腿假肢臨床功能評估達到要求。結論 通過嚴謹?shù)臍堉叽鐪y量并進行計算機設計和遠程加工的模式是可行的。該模式可解決偏遠地區(qū)大腿截肢患者無法制作假肢的問題。

截肢；計算機輔助設計與制造；大腿假肢；遠程加工

［本文著錄格式］周大偉，吳磊，吳錫漢.計算機輔助設計與制造系統(tǒng)用于大腿假肢遠程加工的效果［J］.中國康復理論與實踐，2015，21（2）:239-241.

CITED AS:Zhou DW，Wu L，Wu XH.Application of computer aided design/computer aided manufacturing system for tele-process of lower-limb prosthesis［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2015，21（2）:239-241.

2010年第二次全國殘疾人抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國殘疾人總數(shù)約為8502萬［1］，其中肢體殘疾人2400萬左右，下肢截肢者占17%左右。截肢患者相當部分居住在偏遠山區(qū)或者其他沒有條件安裝假肢的地方。每年中國民政系統(tǒng)的國營假肢中心都抽調(diào)大量人力，攜帶笨重假肢制作材料深入這些地方進行假肢裝配，其中中國殘聯(lián)和李嘉誠基金會合作的“長江新里程”計劃，先后花了近10年的時間分3期為各地殘疾人普及假肢裝配［2］。

隨著計算機輔助設計與制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）技術在工業(yè)運用上的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的假肢行業(yè)也開始出現(xiàn)了專業(yè)的假肢設計軟件和配套的數(shù)控加工中心［3］。為了解決偏遠地區(qū)大腿截肢患者裝配假肢的難題，本研究在上海和北京兩地探討遠程傳遞大腿截肢患者殘肢尺寸表并進行計算機設計和加工的假肢接受腔方法的可行性。

1 資料和方法

1.1 一般資料

由上海殘聯(lián)聯(lián)康假肢矯形公司從現(xiàn)有需要裝配大腿假肢的患者數(shù)據(jù)庫中，按患者編號隨機選擇8例大腿截肢患者，通過大腿假肢裝配臨床檢查表進行檢查，確定所有患者均適合安裝大腿假肢。其中男性6例，女性2例；平均年齡（28±4）歲；平均身高（168±11）cm；平均體重（61±9）kg；第1次裝配假肢5例，第2次裝配假肢3例。假肢測量和患者適配在上海本地進行，假肢設計和接受腔加工在北京進行。使用計算機輔助設計全部制作成坐骨包容接受腔形式，坐骨支撐位呈囊狀包容患者坐骨，口型圈呈長橢圓形［4］。

1.2 方法

大腿假肢傳統(tǒng)手工制作流程分為測量、修型、制作、適配［5］。采用CAD/CAM系統(tǒng)加工的方法和傳統(tǒng)方法在修型和制作方面有很大區(qū)別。修型一般采用專用軟件內(nèi)置的大腿模型，按照患者殘肢尺寸進行修改、匹配［6］。制作過程在數(shù)控加工中心直接加工大腿假肢接受腔模型［7］。

本研究使用北京瑞哈國際假肢矯形貿(mào)易有限公司提供的法國Rodin4D假肢矯形器專業(yè)CAD/CAM系統(tǒng)。其中CAD內(nèi)置各種類型大腿假肢接受腔模型，通過軟件的尺寸修改功能、接受腔角度調(diào)整功能和模擬手動修型功能對大腿假肢接受腔進行模型修改，使內(nèi)置模型符合患者的實際殘肢形狀，從而達到大腿假肢接受腔實際穿戴匹配［8］。CAM系統(tǒng)為一臺小型三軸數(shù)控加工中心，可以加工固定尺寸的聚氨酯硬質泡沫圓柱形毛坯，將毛坯加工成設計好的大腿假肢接受腔模型［9］。

尺寸測量是獲取患者殘肢特征的重要步驟［10］。同一名有豐富經(jīng)驗的假肢技師進行殘肢尺寸測量，在假肢制作和設計過程中采用統(tǒng)一的尺寸表和標準的測量流程［11］。囑患者健側上肢扶住專用取型架，保持骨盆水平站立，殘肢伸直內(nèi)收位。①圍長測量：使用皮尺通過殘肢內(nèi)側會陰水平測量殘肢圍長，并向下每隔5 cm測量圍長至殘肢末端。②寬度測量：使用游標卡尺測量坐骨結節(jié)至股骨大轉子下水平對應位置的寬度、坐骨結節(jié)至髂前上棘下方水平對應位置的寬度、會陰至大轉子上方的斜向寬度，使用直尺測量會陰的寬度。③長度測量：使用皮尺進行殘肢長度測量。測量完畢后，將殘肢其他特殊情況進行單獨描述，例如某個部位有瘢痕、皮膚粘連、壓痛點等。

1.3 評定標準

由同一假肢技師組裝大腿假肢，大腿假肢零配件為OSSUR公司生產(chǎn)TK2000七軸膝關節(jié)、Flex碳纖腳板，其他材料相同。按《大腿假肢裝配》項目五任務十七“評估假肢功能”的內(nèi)容進行大腿假肢接受腔靜態(tài)適配評估［12］，評估項目共8項，滿足要求計1分，總分8分，分數(shù)越高，說明大腿假肢接受腔適配性越高。8例患者平均分超過4分即認為使用CAD/CAM遠程制作大腿假肢成功。

2 結果

大腿假肢接受腔靜態(tài)適配檢查結果見表1。患者對大腿假肢接受腔的殘肢包容結果和殘肢無壓痛方面都很滿意，但在局部部位出現(xiàn)了一些問題。其中2例患者坐骨結節(jié)沒有位于正確的坐骨包容面內(nèi)，接受腔整體過松。4例接受腔外側與患者殘肢的臀肌部位接觸不夠緊密。3例接受腔殘肢懸吊有問題，1例殘肢末端懸空沒有與接受腔全接觸。接受腔的問題往往是鏈式反應，一個問題往往會導致其他問題的出現(xiàn)。因為接受腔整體過松或者外側不服帖，可能造成接受腔漏氣影響真空負壓懸吊。經(jīng)過接受腔的初次適配，患者對接受腔的穿戴表示滿意的7例，經(jīng)過假肢的成品處理他們可以直接穿戴回家。1例患者對接受腔外側接觸不夠緊密并導致假肢漏氣表示不滿意，希望通過修改再次適配或者重新制作。

表1 大腿假肢接受腔靜態(tài)適配檢查（n）

3 討論

使用CAD/CAM系統(tǒng)進行大腿假肢遠程制作接受腔的加工方案是可行的。通過在不具備假肢安裝的地方設置臨床裝配點，對大腿假肢患者進行尺寸測量和最后的接受腔適配檢查；在其他具有中心加工系統(tǒng)的地方，使用專業(yè)假肢修型軟件選擇優(yōu)化的大腿假肢接受腔數(shù)據(jù)模型，按照實際患者殘肢尺寸進行修改，使數(shù)字模型與患者殘肢盡量匹配［13］；最后經(jīng)過加工中心加工模型，并按正常大腿假肢制作流程組裝后，快遞到臨床裝配點進行患者適配。

手工制作大腿假肢依賴于技師的經(jīng)驗和手感，在制作過程中，石膏繃帶的纏繞方法和石膏修型的順序都會給假肢制作帶來不確定因素［14］。同樣，在使用計算機進行遠程加工的過程中也有很多不確定因素，例如患者殘肢的尺寸測量是否準確，修改的過程是否能

夠真實體現(xiàn)殘肢的原始性狀［15］。今后，需要假肢技師對專業(yè)假肢修型軟件進行不斷總結和提高，減少軟件出現(xiàn)誤差的概率，最大程度地提高假肢遠程加工的成功率，為民政和殘聯(lián)系統(tǒng)提供另外一種假肢安裝途徑，為偏遠地區(qū)的肢殘人服務。

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第二十一屆全國小兒腦性癱瘓現(xiàn)代康復技術培訓班通知

由衛(wèi)計委佳木斯康復醫(yī)學培訓中心、中殘聯(lián)中國殘疾人康復人才培養(yǎng)黑龍江基地佳木斯大學康復醫(yī)學院暨黑龍江省小兒腦性癱瘓防治療育中心承辦的第二十一屆全國小兒腦性癱瘓現(xiàn)代康復技術培訓班開始招生，經(jīng)結業(yè)考試授予結業(yè)證書和國家級Ⅰ類繼續(xù)教育證書10分（2015-06-04-074）。

培訓內(nèi)容：圍繞小兒腦性癱瘓和孤獨癥譜系障礙等兒童常見致殘性疾病設置課程，傳授最新的兒童康復治療理論、技術和進展。

培訓方式：采用團隊式（醫(yī)生與治療師共同參與）、講授與示教相結合、集體評價、實際操作及典型病例討論等方式授課，突出動手操作能力培訓，重在提高兒童康復專業(yè)人員的理論水平與實踐能力。

培訓對象：從事兒童康復、小兒神經(jīng)、兒童保健醫(yī)生、治療師、護士以及相關專業(yè)人員。培訓學員定額60名，按報名先后，額滿為止。培訓中心根據(jù)學員申請將為邊遠貧窮地區(qū)免費培訓2名學員。

擬開班時間：2015年6月29日～7月3日，6月28日報到，6月29日正式開課。費用1200元（含培訓費、資料費、書費、照片等），培訓中心統(tǒng)一安排食宿，費用自理。培訓班教師：國內(nèi)外著名的兒童康復專家和治療團隊。

請參加培訓班的人員務必于2015年5月30日前將回執(zhí)寄至培訓中心，或直接與培訓中心聯(lián)系。

聯(lián)系地址：黑龍江省佳木斯市德祥街419號 黑龍江省小兒腦性癱瘓防治療育中心。聯(lián)系人：譚麗萍、郭嵐敏。郵編：154003。E-mail：lipingtan2008@163.com，guolanmin1977@163.com。電話：13614692803、13339444900、0454-8623645。網(wǎng)址：www.jmschildrehab.com。

佳木斯大學康復醫(yī)學院 黑龍江省小兒腦性癱瘓防治療育中心

Application of Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing System for Tele-process of Lower-limb Prosthesis

ZHOU Da-wei，WU Lei，WU Xi-han.Prosthesis Orthosis&Rehabilitation Department，Beijing College of Social Administration，Beijing 101601，China

Objective To explore the feasibility of professional computer-aided design prosthetic software and processing systems for tele-process of lower-limb prosthesis.Methods The residual limb size data of 8 leg-amputation patients in prosthetic clinical reception were transferred to the computer prosthetic processing center.The appropriate lower-limb prosthetic socket mouth circles were selected in the software data model library，and were modified in accordance with the size table，and then they were processed and sent to the prosthetic clinical reception for the patients.The clinical function of lower-limb prosthesis was evaluated after try-on.Results The clinical function met the requirements in 7 patients wearing the prosthesis.Conclusion It is possible to design and tele-process lower-limb prosthesis through elaborate dimensional measurement，which can be a mode to serve lower-limb prosthesis to remote areas.

amputation；computer aided design/computer aided manufacturing；lower-limb prosthesis；tele-process

R496

A

1006-9771（2015）02-0239-03

2014-10-09

2014-11-17）

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.02.028

1.北京社會管理職業(yè)學院假肢矯形康復系，北京市101601；2.上海市殘疾人康復職業(yè)培訓中心，上海市200125；3.北京瑞哈國際假肢矯形器貿(mào)易有限公司，北京市100123。作者簡介：周大偉（1978-），男，漢族，河南蘭考縣人，碩士，講師，主要研究方向：假肢矯形器設計與制造。