大腿假肢遠(yuǎn)程加工中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)的應(yīng)用研究

李亞

（山東省假肢矯形康復(fù)中心（天泉大廈），山東 濟(jì)南 250014）

截肢患者，相當(dāng)一部分居住在偏遠(yuǎn)山區(qū)，或者是沒有條件安裝假肢的地方，大大影響了其日常生活，降低患者生活質(zhì)量。近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，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)快速發(fā)展，逐漸取代傳統(tǒng)假肢制造方法，為實(shí)現(xiàn)大腿假肢遠(yuǎn)程加工創(chuàng)造條件，有助于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)大腿截肢患者裝配假肢的問題。2017年1月至2018年3月期間，本研究將11例患者作為研究對象，經(jīng)回顧性分析，探討評價(jià)大腿假肢遠(yuǎn)程加工中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)將研究情況總結(jié)如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017年1月至2018年3月期間，回顧性選擇11例大腿截肢患者作為研究對象，其中，7例男性患者，4例女性患者，最小18歲，最大56歲，平均（31.8±3.82）歲，身高160～175cm，平均（167.4±3.91）cm，體重54～70kg，平均（60.1±5.83）kg。8例第1次配裝假肢，3例第2次配裝假肢。研究過程中，應(yīng)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坐骨，口型圈為長橢圓形。

1.2 方法

針對大腿假肢傳統(tǒng)手工制作，流程包含測量——修型——制作——適配四大環(huán)節(jié)。應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)加工，相比傳統(tǒng)方法，在修型及制作方面均有較大的差別。對于修型，一般情況下，利用專用軟件內(nèi)置大腿模型，根據(jù)患者殘肢尺寸，進(jìn)行適當(dāng)修改與匹配。而制作過程，于數(shù)控加工中心，直接對大腿假肢接受腔型號進(jìn)行加工處理。本次研究中，采用的是法國Rodin4D假肢矯形器專業(yè)CAD/CAM系統(tǒng)。其中，CAD內(nèi)設(shè)計(jì)有不同類型的大腿假肢接受腔模型，利用軟件的尺寸修改功能、接受腔角度調(diào)整功能與模擬手動修型功能，適當(dāng)修改大腿假肢接受腔模型，促使內(nèi)置模型與實(shí)際殘肢形狀更加貼合，確保大腿假肢接受腔實(shí)際穿戴匹配。CAM系統(tǒng)為七軸數(shù)控加工中心，根據(jù)固定尺寸，加工處理聚氨酯硬質(zhì)泡沫圓柱形毛坯，促使毛坯轉(zhuǎn)化成設(shè)計(jì)好的大腿假肢接受腔模型。

大腿假肢遠(yuǎn)程加工中，測量尺寸是合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)的前提與保障，也是獲取殘肢特征的重要環(huán)節(jié)。安排經(jīng)驗(yàn)豐富的假肢技師測量殘肢尺寸，制作、設(shè)計(jì)假肢過程中，需統(tǒng)一尺寸表，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)性測量流程，指導(dǎo)患者健側(cè)上肢將專用取型架扶住，骨盆保持水平站立，殘肢伸直并內(nèi)收。（1）測量圍長：借助皮尺，經(jīng)由殘肢內(nèi)側(cè)會陰水平測量殘肢圍長，朝著下方，間隔5cm，測量圍長，直至殘肢末端。（2）測量寬度：應(yīng)用游標(biāo)卡尺，從坐骨結(jié)節(jié)開始，直至股骨大轉(zhuǎn)子下，測量對應(yīng)位置的寬度，并測量坐骨結(jié)節(jié)至髂前上棘下、會陰至大轉(zhuǎn)子上方的寬度，且用直尺測量會陰寬度。（3）測量長度：通過游標(biāo)卡尺，測量殘肢長度。測量結(jié)束后，單獨(dú)描述殘肢其他特殊情況，例如，某一部位有壓痛點(diǎn)、瘢痕、皮膚粘連等。

1.3 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

安排同一假肢技師對大腿假肢進(jìn)行組裝，其中，大腿假肢零配件由奧托公司提供，如TK2000七軸膝關(guān)節(jié)與Flex碳纖腳板。參照《大腿假肢裝配》項(xiàng)目五內(nèi)容十七“評估假肢功能”中的相關(guān)內(nèi)容，評估大腿假肢接受腔靜態(tài)適配情況，共包括8個(gè)評估項(xiàng)目，滿足則計(jì)1分，滿分8分，評分越高，表示大腿假肢接受腔適配性越高。

2 結(jié)果

關(guān)于本組11例患者大腿假肢接受腔靜態(tài)適配情況，詳見表1。

表1 分析評估本組11例患者大腿假肢接受腔靜態(tài)適配情況[n，%]

由表1可知，本組11例患者，在殘肢包容與殘肢無壓痛方面，滿意度高，但局部仍存在些許問題。其中，2例患者坐骨結(jié)節(jié)并沒有位于正確的坐骨包容面內(nèi)，1例患者接受腔過松，4例患者接受腔外側(cè)與殘肢臀肌部位接觸欠緊密，3例接受腔懸吊存在問題，1例患者殘肢末端懸空，未全接觸接受腔，且2例患者自身不太滿意。

3 討論

大腿假肢（Artificial Thigh）指大腿截肢的假肢，適用于從坐骨結(jié)節(jié)下10cm至膝關(guān)節(jié)間隙上8cm范圍內(nèi)的截肢者。截肢患者，喪失了正常膝關(guān)節(jié)，大腿截肢后，諸多功能喪失，但若配上適宜的假肢，經(jīng)系統(tǒng)性訓(xùn)練，患者步行步態(tài)基本上可恢復(fù)，裝配高性能的假肢，不但可騎自行車，而且可跑步，適當(dāng)參與體育運(yùn)動。其中，假腳、踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、接受腔、懸吊裝置等是組成的大腿假肢主要要素，大腿假肢的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可應(yīng)用不同的接受腔和膝、踝等，因此，假肢的品種較多，如傳統(tǒng)式大腿假肢和現(xiàn)代組件式大腿假肢，外殼式大腿假肢和骨骼式大腿假肢。

下肢截肢患者的正常生活受到不同程度上的影響，降低了患者生活質(zhì)量。大腿假肢在一定程度上，可解決下肢截肢患者的日常生活問題，可提高患者自理能力，促使患者重新回到社會。近些年，相關(guān)學(xué)者致力于大腿假肢遠(yuǎn)程加工中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)應(yīng)用的研究，并取得了一定成效。本研究顯示，CAD/CAM系統(tǒng)用于大腿假肢遠(yuǎn)程加工中，具有可行性。將臨床裝配點(diǎn)設(shè)置于不具備安裝假肢的地方，測量大腿假肢患者的相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)，最后檢查接受腔適配情況，在具備中心加工系統(tǒng)的地方，借助專業(yè)假肢修型軟件，選擇最優(yōu)大腿假肢接受腔數(shù)據(jù)模型，根據(jù)患者實(shí)際殘肢尺寸，進(jìn)行適當(dāng)修改，盡量匹配數(shù)字模型與患者殘肢，最后，經(jīng)由加工中心，加工處理模型，按照正常流程，制作、組裝大腿假肢，并及時(shí)送至臨床裝配點(diǎn)，予以適配。大腿假肢手工制作，主要依賴于技師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及手感，制作過程中，受多方面不確定因素干擾，如石膏修型順序、石膏繃帶纏繞方法。與此同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程加工，也存在不確定性因素，如殘肢尺寸測量準(zhǔn)確性、修改過程是否能夠體現(xiàn)殘肢原始性狀等。今后，假肢技師需不斷總結(jié)提高專業(yè)假肢修型軟件，減少軟件誤差，盡最大程度提高假肢遠(yuǎn)程加工效率，為殘疾人士提供一種新的假肢安裝途徑，服務(wù)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的殘疾人。

綜上，大腿假肢遠(yuǎn)程加工中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值高。當(dāng)然，本次研究樣本例數(shù)少，缺乏代表性，因此，關(guān)于大腿假肢遠(yuǎn)程加工中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)的應(yīng)用效果，還需臨床進(jìn)一步研究。