背景:殘疾人作為社會中存在的特殊人群,他們的生存質(zhì)量問題一直受到社會各界的關(guān)注,因部分或全部喪失了某種活動能力,身體方面的缺失給他們的生活、學(xué)習(xí)、工作等帶來各種困難,并且隨之引發(fā)各種心理、生理上的障礙。而由于車禍等原因造成的殘疾患者中截肢的人數(shù)每年呈現(xiàn)遞增趨勢,其中約有400萬人為前臂截肢。手作為人類最靈活的運動器官之一,對于前臂截肢患者而言,手部功能的缺失不僅會嚴(yán)重影響了患者的日常生活質(zhì)量,而且會產(chǎn)生較大的心理創(chuàng)傷。為了使肢體殘疾人士能夠更好的融入社會,安裝假肢是幫助他們補(bǔ)償運動功能最有效的途徑。其中,肌電假肢手以其控制靈活、使用方便以及直感性強(qiáng)的特點,成為現(xiàn)代上肢假肢中研究和使用最廣泛的一種。肌電假手研究亦是康復(fù)醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的熱點課題之一,不斷完善肌電假手的研究對提高肢體殘疾人生活質(zhì)量和促進(jìn)殘疾人康復(fù)事業(yè)的發(fā)展都有十分重要的意義。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,目前國內(nèi)已實用化的肌電手為單自由度、兩自由度的前臂肌電手和兩自由度、三自由度的上臂肌電手,其中單自由度前臂肌電手操作簡便、價格相對低、技術(shù)成熟,市場占有率較高。常用的前臂肌電假手多為單自由度肌電手,其指的是用一對電極控制手指開閉一種動作,即利用肌電信號控制手指的開閉,并且利用機(jī)械裝置被動地進(jìn)行旋腕、屈腕的前臂假肢,其操作簡單、易于制作。研究顯示前臂截肢患者使用單自由度肌電手比例達(dá)到89%,相比于多自由度肌電手占絕對數(shù)量。目前如何使假肢能夠更好地替代殘缺肢體的功能面臨諸多問題,例如,患者截肢水平和位置如何選擇,殘端如何正確處理;如何選配合適的假肢;為防止患者畸形的發(fā)生,術(shù)后如何進(jìn)行功能鍛煉指導(dǎo);如何指導(dǎo)患者正確使用和維護(hù)假肢;如何有效疏導(dǎo)患者心理,做好心理輔導(dǎo),快速回歸社會。初期佩戴前臂假肢患者因長時間肌電控制假肢,易神經(jīng)疲勞,加之外部電場干擾,可致肌電手輸出和反饋控制信息重復(fù)再現(xiàn)性差、不穩(wěn)定,導(dǎo)致患者腦運動區(qū)發(fā)出控制截肢端肌群的募集信息出現(xiàn)錯誤。同時,迄今為止尚未通過對前臂真肢和肌電手生物力學(xué)差異性進(jìn)行分析制訂符合前臂截肢患者佩戴肌電手康復(fù)訓(xùn)練的優(yōu)化方案。基于目前假肢抓握速度控制不足,一些截肢者寧愿使用繩索牽拉假手而不愿用肌電假手。由此可見,為使患者更好的利用肌電手,如何增加肌電假手的實用性和靈活性是目前亟待解決的問題。隨著肌電手在前臂截肢患者臨床使用日益廣泛,迫切需要制訂并完善符合前臂截肢患者佩戴肌電手康復(fù)訓(xùn)練方案,在患者使用過程中給予相應(yīng)的指導(dǎo),使假肢功能發(fā)揮到最大的效果。目的:為最大程度增強(qiáng)截肢者生活的信心,恢復(fù)身心康復(fù),重新回歸社會,歸納總結(jié)實用性強(qiáng)的假肢裝配及使用指南及研究前臂假肢與前臂真肢生物力學(xué)的差異,通過在假肢的選擇和裝配及正確使用等方面制訂符合前臂截肢患者佩戴肌電手康復(fù)訓(xùn)練方案,在患者使用過程中給予相應(yīng)的指導(dǎo),使患者能將假肢功能發(fā)揮到最大效果。方法:選取本院于2015年1月至2016年1月收治的年齡小于50歲,因嚴(yán)重外傷行前臂截肢手術(shù)后選擇佩戴肌電手,同時已佩戴肌電手的時間不得少于1個月,基本熟悉肌電手使用,并且臨床資料完整,自愿參與本研究并簽訂知情同意書的上肢前臂截肢患者30名作為研究對象,將其設(shè)為假肢組;同期選取30名上肢各關(guān)節(jié)健全,無心、肺、肝、腎等臟器或組織嚴(yán)重疾病和惡性腫瘤,無精神疾病或智力水平障礙,無抗抑郁或鎮(zhèn)靜類藥物使用史且年齡不超過50歲的健康志愿者作為對照組。本實驗綜合本院肌電手基本使用情況選擇單自由度肌電手做為實驗材料。假肢組患者入組后由實驗人員為其選擇佩戴口大小合適的肌電手,并且培訓(xùn)患者充分理解假肢裝配的使用要領(lǐng),如注意雙手的配合動作等。在實驗過程中使用電子壓力傳感器測量數(shù)據(jù),電子壓力傳感器由實驗人員為研究對象貼敷于肌電手或手肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)壁,指關(guān)節(jié)外套指尖壓力傳感器。利用重物提拉實驗,握力實驗,拇指夾持實驗等評估實驗結(jié)果。兩組研究對象進(jìn)行重物提拉實驗時,假肢組肌電手模仿人手靜態(tài)提拉重物時平伸肌電手與地面平行,下端垂直連接尼龍帶和重物砝碼,依次增加砝碼直到尼龍帶滑脫;肌電手模仿人手動態(tài)提拉重物則依次使兩組研究對象提取49 N、98N和147N重物(1kg= 9.8N,147 N代表15 kg重物、98N代表10kg重物、49N代表5 kg重物),從自然垂臂至伸臂水平地面做動態(tài)提拉重物,計算運動時間。兩組研究對象在實驗人員指導(dǎo)下做握持柱狀物進(jìn)行握力實驗,柱狀物為直徑4 cm、8 cm和10 cm空心水管,通過指尖壓力傳感器檢測肌電手或真手抓取水管時的握力,受試者均需要按照所有抓取模式順序分別對力傳感器進(jìn)行10s的持續(xù)性施力,施力要兼顧大小(0-60N)與速度(0.5-2.0HZ)的要求,同時實驗人員上提或下按被抓取水管,若水管無松動則判定為牢固握持柱狀物。兩組研究對象在實驗人員指導(dǎo)下做拇指夾持壓力實驗時夾取物依次為1元硬幣、玻璃球和鉛筆,并依次模仿夾持餅狀物、球狀物和柱狀物,通過指尖壓力傳感器測定真手或肌電手食指與拇指夾持壓力。記錄各項實驗壓力值,重復(fù)實驗測量3次,結(jié)果取平均值(對照組對象均使用慣用手)。結(jié)果:假肢組男17例,女13例,年齡20-47歲,平均年齡(38.6±7.2)歲,均為慣用手截肢,受傷至手術(shù)時間1-8 h,平均(4.2±0.8)h;對照組男17例,女13例,年齡22～47歲,平均年齡(38.4±7.0)歲,兩組對象除前臂截肢差異外,年齡、性別和學(xué)歷水平等差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05),具有可比性。重物提拉實驗結(jié)果顯示假肢組靜態(tài)提拉重物掉落時間為126.73±20.21s,力量為204.31±52.65N,對照組靜態(tài)提拉重物掉落時間120.35±19.87s,力量為172.02±34.76N,兩組對象靜態(tài)提拉重物掉落時間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05),而假肢組靜態(tài)提拉重物力量顯著高于對照組(P0.05);147N,98N,49N三種力量下的動態(tài)提拉重物實驗結(jié)果顯示假肢組各重物提拉時間分別為5.92±1.50s,7.49±1.48s,11.52±2.53s,顯著低于對照組(提拉時間分別 4.05±1.43s,6.05±1.31s,9.27±2.15s),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。握力實驗結(jié)果顯示,假肢組拇指對各直徑柱狀物(直徑分別為4cm、8cm、10cm)握力分別為 42.17±5.33N,50.60±5.62N,72.48±6.12N,對照組握力分別為 57.42±4.48 N,64.60±5.87N,89.25±7.89N,假肢組對各直徑柱狀握力均小于對照組,且比較差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。拇指夾持實驗結(jié)果顯示假肢組1元硬幣夾持力為12.74±4.18N、玻璃球夾持力為16.24±4.37N和鉛筆夾持力10.21±3.41N,均小于對照組(1元硬幣、玻璃球、鉛筆夾持力依次為14.42±4.27N,18.17±4.72 N,12.42±3.85 N),且比較差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。結(jié)論:在實驗人員的培訓(xùn)下,假肢組患者均能熟練使用肌電手,按要求完成實驗項目。兩組對象靜態(tài)提拉重物掉落時間差異無統(tǒng)計學(xué)意義,假肢組靜態(tài)提拉重物力量顯著高于對照組,動態(tài)提拉重物實驗結(jié)果中假肢組各重物提拉時間顯著低于對照組,結(jié)果表明單自由度肌電手在承重上優(yōu)于前臂真肢,這可能因為肌電手屬于機(jī)械驅(qū)動器具,制作材料為高聚酯化合物,具有較強(qiáng)強(qiáng)度,而在重物提拉時間上慢于前臂真肢,也反映出截肢端通過肌腱控制假肢信息輸出效率明顯低于大腦控制神經(jīng)、肌肉、骨骼的效率,從而進(jìn)一步證明生物體運動神經(jīng)束對動作特征可產(chǎn)生清晰的控制信息,信噪比明顯優(yōu)于人工仿生信號。研究中,假肢組各直徑柱狀物握力均小于對照組,假肢組1元硬幣、玻璃球和鉛筆夾持力均小于對照組,究其原因可能是在于實驗時截肢對象握柱狀物和夾持物體時,采取提取矯正肌電手精度,同時患者操作肌電手時也采取提前預(yù)判動作完成,造成用力值低于真手操作。由此可見,單自由度肌電手承重性強(qiáng)于前臂真肢,而在靈活性和指尖用力精準(zhǔn)性明顯劣于真肢。肌電手在前臂截肢患者臨床使用日益廣泛,但仍需要在患者使用過程中從心理輔導(dǎo),操作方式等方面給予除相應(yīng)的指導(dǎo),而進(jìn)一步發(fā)展智能化多自由度肌電手的研究也可為截肢康復(fù)創(chuàng)造新希望。
【學(xué)位單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R687.5
【部分圖文】：

１．３實驗前準(zhǔn)備??１．３．１關(guān)于假手抓握手勢??Ｔａｙｌｏｒ?Ｃ丄．和Ｓｃｈｗａｒｚ?Ｒ．Ｊ．提出六種基本抓握手勢（圖２－１），它們是圓柱抓??握、鉤握、三指捏取、球形抓握、指尖捏取和側(cè)面捏取。這些手勢是日常生活??中能用到的大多數(shù)的抓握動作。??本文根據(jù)Ｔａｙｌｏｒ手勢定義以下八種手勢。??（１）

１．３實驗前準(zhǔn)備??１．３．１關(guān)于假手抓握手勢??Ｔａｙｌｏｒ?Ｃ丄．和Ｓｃｈｗａｒｚ?Ｒ．Ｊ．提出六種基本抓握手勢（圖２－１），它們是圓柱抓??握、鉤握、三指捏取、球形抓握、指尖捏取和側(cè)面捏取。這些手勢是日常生活??中能用到的大多數(shù)的抓握動作。??本文根據(jù)Ｔａｙｌｏｒ手勢定義以下八種手勢。??（１）

位置處安置電極是必須的。前期研究證明，要識別出人手１８種不同的姿態(tài)需要??采用６枚電極感應(yīng)器。本文采用這６枚電極的方式，在此方式下不僅能識別人??手姿態(tài)模式，而且能得到人手握力的信息。圖２－３給出了電極具體位置。??■??圖２－３電極位置??１－拇短伸��；２－拇長屈��；３－食指固有伸肌；??４－淺屈肌的末梢；５－小指固有伸��；６－指淺屈肌的近端??Ｆｉｇ?２－３?Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ??１－Ｍｕｓｃｕｌｕｓ?ｅｘｔｅｎｓｏｒ?ｐｏｌｌｉｃｉｓ?ｂｒｅｖｉｓ；?２－Ｍｕｓｃｕｌｕｓ?ｆｌｅｘｏｒ?ｐｏｌｌｉｃｉｓ?ｌｏｎｇｕｓ；??３－?Ｍｕｓｃｕｌｕｓ?ｅｘｔｅｎｓｏｒ?ｉｎｄｉｃｉｓ?ｐｒｏｐｒｉｕｓ；?４－Ｔｈｅ?ｅｎｄ?ｏｆ?ｍｕｓｃｕｌｕｓ?ｆｌｅｘｏｒ?ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌｉｓ；??５－?Ｍｕｓｃｕｌｕｓ?ｅｘｔｅｎｓｏｒ?ｄｉｇｉｔｉ?ｑｕｉｎｔｉ?ｐｒｉｕｓ；?６－?Ｔｈｅ?ｐｒｏｘｉｍａｌ?ｅｎｄ?ｏｆ?ｍｕｓｃｕｌｕｓ?ｆｌｅｘｏｒ?ｄｉｇｉｔｏｒｕｍ??ｓｕｐｅｒｆｌｃｉａｌｉｓ??１８??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2872001