您现在的位置: 范文先生网 >> 医学论文 >> 西医学论文 >> 正文

再造手指控制的电子假手

时间:2006-11-27栏目:西医学论文

作者:陈中伟 陈峥嵘 胡天培 [关键词] 再造手指 电子假手 再造手指控制的电子假手 


人的全手与部分手臂缺失,现有的治疗方法有:
(1 )在残端上移植一个[1]或数个足趾[2-3],或行前臂分叉的Krukenberg’s手
[
4-5]。这种再造手指或手虽能代偿部分缺失的功能,但其外形从美观角度看与真手
相比总感不能令人满意。(2 )是假肢美容假手[6],其外形几乎可以乱真但功能
不够理想。功能假肢即使是目前已被大量应用的肌电控制的电子假手,由于肌电发
放较微弱,仅 uV 级,而且表面电极检出的肌电信息是肌群的募集信息,不完全反
映人脑对某一动作的运动指令。人体感受的外电场干扰又相对十分强大达 V 级。
 这些因素都影响肌电控制假手的动作准确性,尤其对多自由度电子假手影响更为
严重。1978 年 Herberts[7]报道三自由度肌电控制的假手,控制准确率达57 %。
八十年代Denning 等采用新方法控制的准确率达72 %。然而多数学者均认为,只
有达到误动作率小于5 %的假手才有实用价值。现在有人开始应用模式识别和人工
神经网络技术[8],亦有用埋入电极导出神经信息以及用电脑控制来
控制假肢的试验,进展甚微,而要实现95 %以上控制准确率仍困难重重。(3 )
手的异体移植。由于排异问题尚未解决,所以在临床上尚无成功的先例。作者们对
足趾移植再造手指有丰富的实践经验,再造手指的动作受大脑指令的控制,动作可
以做到准确无误;又有装配电子假手的经验与条件,所以设计在前臂截肢残端上移
植一个足趾,大脑通过再造手指运动作为信号源,用以控制装配其上的多自由度电
子假手。这种用再造手指控制的电子假手其动作准确率己达100 %,现报告如下:


病例介绍

阳东华,女,19 岁,入院日期1996 年9 月10 日,住院号:300313 。患者于入院
前1 年半,因工作不慎右手与腕部被机器压碎,右前臂于腕上8 厘米平面外伤截肢
,残端切口己良好愈合。经检查病人智力与各主要脏器及各项实验室检查均属正常
范围。同年9 月19 日在全手医学专用下行左第二足趾移植手术。

一、足趾移植再造手指

l .受区准备:在空气止血带控制下,右前臂自掌侧正中,肘下10 厘米处纵形向
远侧,经残端作皮肤与深筋膜鱼嘴状切口,达相应的前臂背侧。于桡侧皮下解剖出
头静脉与桡神经皮支。于拇长屈肌浅侧分出桡动脉及其伴行静脉较细。分离出手指
屈肌与伸肌,桡侧腕伸肌与尺侧腕屈肌。修正桡骨残端备用。正中神经与尺神经已
在高位被切断。

2 .供趾切取:左足第二足趾的游离。自第二跖骨颈平面足背向远侧,经第一、第
二趾蹼分别作皮肤切口,向远侧延伸跨越至跖侧相应点,即在足背与足跖侧各形成
“V ”形切口,足背切口向近侧作“S ”形延伸,达胫前肌内侧距舟关节平面。保
留来自第二趾的主要皮下静脉与内侧足背静脉,直至大隐静脉起始部。分离并切断
拇短伸肌腱向近侧翻转掀起在其下即可显露足背动脉及其伴行静脉。分离显露足背
动脉与第一跖背动脉及其延伸至第二足趾的内侧趾动脉,结扎切断无关分支。自背
侧切断第一、二与第二、三跖骨头之间的跖骨横韧带,即能显露第二、第三跖侧趾
总神经,纵形切开神经外膜,按其内外侧分支进入各趾情况劈开趾总神经。保留去
第一与第三趾的跖侧趾神经完好,按所需长度高位切断去第二趾的内、外侧跖侧趾
神经。以后高位切断第二足趾的伸屈肌腱,骨间肌与蚓状肌。最后于中段平面切断
第二跖骨备用,此时血供未断,第二足趾血循环良好。

3 .足趾移植:在合适平面切断第二足趾血管蒂(足背动脉与大隐静脉),将游离
足趾移植至右前臂残端。各部组织对合:跖骨修整后插入桡骨截端髓腔,以二枚螺
丝钉贯穿固定。尺侧腕屈肌腱与内侧骨间肌对端缝合;桡侧腕伸肌腱与外侧骨间肌
腱缝合;指伸肌腱与趾伸肌腱、指屈肌腱与趾屈肌腱缝合。在手术显微镜放大下,
将大隐静脉与头静脉,用“9 ”0 尼龙线间断缝合10 针,足背动脉与桡动脉对端
缝合10 针。因桡动脉外径仅1.5毫米,故扩张后沿其纵轴作45 度斜切后才能勉强
对合。将桡神经浅支纵劈成二股分别与二条跖侧趾神经缝合。观察再造手指的动脉
血供与静脉回流均良好,切口逐层关闭。患肢以石膏托保护。术后72 小时动态观
察,再造手指存活良好。术后10 天拆除皮肤缝线,创面一期愈合。

二、伤肢的康复

由于右手与手腕截肢后,伤肢没有很好应用,故有明显的废用性萎缩。本例设计的
功能测试与训练项目包括:(1 )负重适应性训练;(2 )重量感受性训练;(3
 )手臂稳定度测定与训练;(4 )再造指控制功能的测定与训练。术后二月病人
转入交大康复中心,又经一月康复训练。手臂残端负重能力比训练前提高4 倍。重
建了重量感受识别能力,对重量的识别误差由100 %减少到20 %以内。手臂稳定
度在不戴或配戴假手情况下都达到了同龄组正常值以上水平。再造手指虽然感觉功
能尚未完全恢复,但患肢己能准确传递大脑运动信息。经专家检测,单自由度电子
假手(指伸屈)与三自由度电子假手可作指伸屈、腕伸屈与旋前及旋后六个动作,其
控制指令操作一百次无一次失误,准确度达100 %,即误动作率为0 %。随着康复
时间延长,骨端愈合更牢固,神经再生更完善,再造指的控制将会更快速灵活。

三、工程方面

本例采用开关控制与数字编码控制两套方法:(1 )开关控制最简单可靠,由于手
术中缝合屈伸与内收外展二组肌肉。所以再造指可以在 X-Y 两个标轴上活动,而
且桡骨还能旋前、旋后。故可准确按触六个开关。(2 )数字编码控制原理。亦容
易学会,正确度高。本系统采用全电子控制伺服系统、五机械触点、电路简单、性
能稳定、操作方便、控制准确性高,适合于残疾人使用,亦未发生错误动作。

四、电子假手的性能与参数

再造手指控制的电子假手由手头、臂筒(接受腔)、控制系统、假手套(仿真)和充电
器组成,单自由度再造指控制的电子手重450 克(不包括充电器),三自由度再造指
控制的电子假手重量为760 克。假手性能:形状仿真人手。最大握力8~12 公斤,
工作电压5~9 伏,工作电流222 毫安。动作速度:指开、闭各为1 1.2 秒,腕伸屈
各15 秒,腕旋前或旋后360 度各为10 秒。拇食指张开距离不小于100 毫米,对指
合拢

[1] [2] 下一页

下页更精彩:1 2 3 4 下一页