周大偉，吳磊，吳錫漢

·康復(fù)工程·

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)用于大腿假肢遠(yuǎn)程加工的效果

周大偉1，吳磊2，吳錫漢3

目的 探索使用專(zhuān)業(yè)假肢計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件和制作系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程制作大腿假肢的可行性。方法 通過(guò)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(jì)算機(jī)假肢制作加工中心，利用軟件數(shù)據(jù)模型庫(kù)選擇相應(yīng)的大腿假肢接受腔口型圈并按照尺寸表進(jìn)行數(shù)據(jù)模型修改，將修改后的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行實(shí)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(píng)估進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果 7例患者大腿假肢臨床功能評(píng)估達(dá)到要求。結(jié)論 通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臍堉叽鐪y(cè)量并進(jìn)行計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程加工的模式是可行的。該模式可解決偏遠(yuǎn)地區(qū)大腿截肢患者無(wú)法制作假肢的問(wèn)題。

截肢；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造；大腿假肢；遠(yuǎn)程加工

［本文著錄格式］周大偉，吳磊，吳錫漢.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)用于大腿假肢遠(yuǎn)程加工的效果［J］.中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)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(guó)殘疾人抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)殘疾人總數(shù)約為8502萬(wàn)［1］，其中肢體殘疾人2400萬(wàn)左右，下肢截肢者占17%左右。截肢患者相當(dāng)部分居住在偏遠(yuǎn)山區(qū)或者其他沒(méi)有條件安裝假肢的地方。每年中國(guó)民政系統(tǒng)的國(guó)營(yíng)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(jìn)行假肢裝配，其中中國(guó)殘聯(lián)和李嘉誠(chéng)基金會(huì)合作的“長(zhǎng)江新里程”計(jì)劃，先后花了近10年的時(shí)間分3期為各地殘疾人普及假肢裝配［2］。

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）技術(shù)在工業(yè)運(yùn)用上的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的假肢行業(yè)也開(kāi)始出現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)的假肢設(shè)計(jì)軟件和配套的數(shù)控加工中心［3］。為了解決偏遠(yuǎn)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(yuǎn)程傳遞大腿截肢患者殘肢尺寸表并進(jìn)行計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)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(kù)中，按患者編號(hào)隨機(jī)選擇8例大腿截肢患者，通過(guò)大腿假肢裝配臨床檢查表進(jìn)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(cè)量和患者適配在上海本地進(jìn)行，假肢設(shè)計(jì)和接受腔加工在北京進(jìn)行。使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(zhǎng)橢圓形［4］。

1.2 方法

大腿假肢傳統(tǒng)手工制作流程分為測(cè)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(zhuān)用軟件內(nèi)置的大腿模型，按照患者殘肢尺寸進(jìn)行修改、匹配［6］。制作過(guò)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(guó)際假肢矯形貿(mào)易有限公司提供的法國(guó)Rodin4D假肢矯形器專(zhuān)業(yè)CAD/CAM系統(tǒng)。其中CAD內(nèi)置各種類(lèi)型大腿假肢接受腔模型，通過(guò)軟件的尺寸修改功能、接受腔角度調(diào)整功能和模擬手動(dòng)修型功能對(duì)大腿假肢接受腔進(jìn)行模型修改，使內(nèi)置模型符合患者的實(shí)際殘肢形狀，從而達(dá)到大腿假肢接受腔實(shí)際穿戴匹配［8］。CAM系統(tǒng)為一臺(tái)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(zhì)泡沫圓柱形毛坯，將毛坯加工成設(shè)計(jì)好的大腿假肢接受腔模型［9］。

尺寸測(cè)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(yàn)的假肢技師進(jìn)行殘肢尺寸測(cè)量，在假肢制作和設(shè)計(jì)過(guò)程中采用統(tǒng)一的尺寸表和標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量流程［11］。囑患者健側(cè)上肢扶住專(zhuān)用取型架，保持骨盆水平站立，殘肢伸直內(nèi)收位。①?lài)L(zhǎng)測(cè)量：使用皮尺通過(guò)殘肢內(nèi)側(cè)會(huì)陰水平測(cè)量殘肢圍長(zhǎng)，并向下每隔5 cm測(cè)量圍長(zhǎng)至殘肢末端。②寬度測(cè)量：使用游標(biāo)卡尺測(cè)量坐骨結(jié)節(jié)至股骨大轉(zhuǎn)子下水平對(duì)應(yīng)位置的寬度、坐骨結(jié)節(jié)至髂前上棘下方水平對(duì)應(yīng)位置的寬度、會(huì)陰至大轉(zhuǎn)子上方的斜向?qū)挾?，使用直尺測(cè)量會(huì)陰的寬度。③長(zhǎng)度測(cè)量：使用皮尺進(jìn)行殘肢長(zhǎng)度測(cè)量。測(cè)量完畢后，將殘肢其他特殊情況進(jìn)行單獨(dú)描述，例如某個(gè)部位有瘢痕、皮膚粘連、壓痛點(diǎn)等。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

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(guān)節(jié)、Flex碳纖腳板，其他材料相同。按《大腿假肢裝配》項(xiàng)目五任務(wù)十七“評(píng)估假肢功能”的內(nèi)容進(jìn)行大腿假肢接受腔靜態(tài)適配評(píng)估［12］，評(píng)估項(xiàng)目共8項(xiàng)，滿(mǎn)足要求計(jì)1分，總分8分，分?jǐn)?shù)越高，說(shuō)明大腿假肢接受腔適配性越高。8例患者平均分超過(guò)4分即認(rèn)為使用CAD/CAM遠(yuǎn)程制作大腿假肢成功。

2 結(jié)果

大腿假肢接受腔靜態(tài)適配檢查結(jié)果見(jiàn)表1。患者對(duì)大腿假肢接受腔的殘肢包容結(jié)果和殘肢無(wú)壓痛方面都很滿(mǎn)意，但在局部部位出現(xiàn)了一些問(wèn)題。其中2例患者坐骨結(jié)節(jié)沒(méi)有位于正確的坐骨包容面內(nèi)，接受腔整體過(guò)松。4例接受腔外側(cè)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(wèn)題，1例殘肢末端懸空沒(méi)有與接受腔全接觸。接受腔的問(wèn)題往往是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，一個(gè)問(wèn)題往往會(huì)導(dǎo)致其他問(wèn)題的出現(xiàn)。因?yàn)榻邮芮徽w過(guò)松或者外側(cè)不服帖，可能造成接受腔漏氣影響真空負(fù)壓懸吊。經(jīng)過(guò)接受腔的初次適配，患者對(duì)接受腔的穿戴表示滿(mǎn)意的7例，經(jīng)過(guò)假肢的成品處理他們可以直接穿戴回家。1例患者對(duì)接受腔外側(cè)接觸不夠緊密并導(dǎo)致假肢漏氣表示不滿(mǎn)意，希望通過(guò)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(jìn)行大腿假肢遠(yuǎn)程制作接受腔的加工方案是可行的。通過(guò)在不具備假肢安裝的地方設(shè)置臨床裝配點(diǎn)，對(duì)大腿假肢患者進(jìn)行尺寸測(cè)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(zhuān)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(shí)際患者殘肢尺寸進(jìn)行修改，使數(shù)字模型與患者殘肢盡量匹配［13］；最后經(jīng)過(guò)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(diǎn)進(jìn)行患者適配。

手工制作大腿假肢依賴(lài)于技師的經(jīng)驗(yàn)和手感，在制作過(guò)程中，石膏繃帶的纏繞方法和石膏修型的順序都會(huì)給假肢制作帶來(lái)不確定因素［14］。同樣，在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程加工的過(guò)程中也有很多不確定因素，例如患者殘肢的尺寸測(cè)量是否準(zhǔn)確，修改的過(guò)程是否能

夠真實(shí)體現(xiàn)殘肢的原始性狀［15］。今后，需要假肢技師對(duì)專(zhuān)業(yè)假肢修型軟件進(jìn)行不斷總結(jié)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(yuǎn)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(yuǎn)地區(qū)的肢殘人服務(wù)。

［1］紀(jì)綱.第二次全國(guó)殘疾人抽樣調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報(bào)（第二號(hào)）［J］.中國(guó)殘疾人，2007，（6）:12-13

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第二十一屆全國(guó)小兒腦性癱瘓現(xiàn)代康復(fù)技術(shù)培訓(xùn)班通知

由衛(wèi)計(jì)委佳木斯康復(fù)醫(yī)學(xué)培訓(xùn)中心、中殘聯(lián)中國(guó)殘疾人康復(fù)人才培養(yǎng)黑龍江基地佳木斯大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)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(guó)小兒腦性癱瘓現(xiàn)代康復(fù)技術(shù)培訓(xùn)班開(kāi)始招生，經(jīng)結(jié)業(yè)考試授予結(jié)業(yè)證書(shū)和國(guó)家級(jí)Ⅰ類(lèi)繼續(xù)教育證書(shū)10分（2015-06-04-074）。

培訓(xùn)內(nèi)容：圍繞小兒腦性癱瘓和孤獨(dú)癥譜系障礙等兒童常見(jiàn)致殘性疾病設(shè)置課程，傳授最新的兒童康復(fù)治療理論、技術(shù)和進(jìn)展。

培訓(xùn)方式：采用團(tuán)隊(duì)式（醫(yī)生與治療師共同參與）、講授與示教相結(jié)合、集體評(píng)價(jià)、實(shí)際操作及典型病例討論等方式授課，突出動(dòng)手操作能力培訓(xùn)，重在提高兒童康復(fù)專(zhuān)業(yè)人員的理論水平與實(shí)踐能力。

培訓(xùn)對(duì)象：從事兒童康復(fù)、小兒神經(jīng)、兒童保健醫(yī)生、治療師、護(hù)士以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員。培訓(xùn)學(xué)員定額60名，按報(bào)名先后，額滿(mǎn)為止。培訓(xùn)中心根據(jù)學(xué)員申請(qǐng)將為邊遠(yuǎn)貧窮地區(qū)免費(fèi)培訓(xùn)2名學(xué)員。

擬開(kāi)班時(shí)間：2015年6月29日～7月3日，6月28日?qǐng)?bào)到，6月29日正式開(kāi)課。費(fèi)用1200元（含培訓(xùn)費(fèi)、資料費(fèi)、書(shū)費(fèi)、照片等），培訓(xùn)中心統(tǒng)一安排食宿，費(fèi)用自理。培訓(xùn)班教師：國(guó)內(nèi)外著名的兒童康復(fù)專(zhuān)家和治療團(tuán)隊(duì)。

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

聯(lián)系地址：黑龍江省佳木斯市德祥街419號(hào) 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(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)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(huì)管理職業(yè)學(xué)院假肢矯形康復(fù)系，北京市101601；2.上海市殘疾人康復(fù)職業(yè)培訓(xùn)中心，上海市200125；3.北京瑞哈國(guó)際假肢矯形器貿(mào)易有限公司，北京市100123。作者簡(jiǎn)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(shè)計(jì)與制造。