一種新型助行腋拐的研制*

王 昊 韋玉敏* 李 博 張佳欣 李 婷 王安平

腋拐可通過(guò)支撐人體的大部分重量，維持其身體平衡，從而達(dá)到幫助使用者平穩(wěn)行走的目的[1]。2006年第2次殘疾人抽樣調(diào)查顯示：使用腋拐和手杖的殘疾人占使用助行器械總數(shù)的49%[2]。下肢骨傷患者術(shù)后需要借助腋拐進(jìn)行功能鍛煉及早期下床活動(dòng)，以減少并發(fā)癥的發(fā)生，故腋拐在骨傷科患者治療和康復(fù)期間應(yīng)用廣泛[3-4]。有研究表明，由于使用者自身的身體功能障礙，拐杖的性能決定了使用者的安全[5]。拐杖不僅要提高使用者舒適度，更要保障使用者的安全，由于普通腋拐功能結(jié)構(gòu)單一，無(wú)法滿(mǎn)足使用者的需求，為此，設(shè)計(jì)研發(fā)一種新型助行腋拐，滿(mǎn)足使用者上下樓梯等需求，從而提高使用者舒適度，保障使用者的安全。

1 新型助行腋拐的創(chuàng)新研究

1.1 研究目的

普通腋拐只能輔助使用者行走，無(wú)法最大化滿(mǎn)足使用者對(duì)于舒適度以及安全上、下樓梯的需求，其功能結(jié)構(gòu)單一。普通腋拐使用時(shí)放置于使用者腋窩下，由于多數(shù)使用者未經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)，在使用時(shí)因腋托與腋下經(jīng)常直接接觸，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)產(chǎn)生疼痛，而腋下有豐富的神經(jīng)和血管，長(zhǎng)期受壓造成上肢遠(yuǎn)端麻木、腋下皮膚紅腫、臂叢神經(jīng)組織壞死以及動(dòng)脈損傷等[6-8]。殘疾人士肌力下降，殘疾程度與摔倒風(fēng)險(xiǎn)有直接關(guān)系[9]。使用適合的腋拐有利于患者早期功能鍛煉，可有效減少臥床并發(fā)癥[10]。為此，設(shè)計(jì)防滑與抗緩沖相結(jié)合的新型助行腋拐，以滿(mǎn)足使用者的不同需求。

1.2 抗震減壓及緩沖性能

抗震緩沖功能對(duì)于提高使用者的舒適感以及減少腋拐對(duì)使用者腋下皮膚、肌肉以及血管的損害尤為重要[11]。目前，市場(chǎng)上大多數(shù)的腋拐是通過(guò)在腋托上增加一橡膠制成的彈性腋墊的方式達(dá)到抗震減壓以及緩沖目的。普通腋拐設(shè)計(jì)缺乏對(duì)人體生物力學(xué)的分析，在抗震、減壓和緩沖方面效果欠佳，長(zhǎng)期使用不合適的腋拐易導(dǎo)致腋神經(jīng)和動(dòng)脈損傷等二次傷害[12]。本研究在新型助行腋拐的設(shè)計(jì)中將多個(gè)高強(qiáng)度彈簧安裝于上端游離和下端固定的活動(dòng)腋挎內(nèi)，并在腋托上裝有傳統(tǒng)橡膠腋墊，此活動(dòng)腋挎設(shè)計(jì)在使用時(shí)能有效減輕使用者腋下壓力，有效提高使用者舒適度。

1.3 安全性及穩(wěn)定性能

當(dāng)殘疾人及骨傷患者使用腋拐行走時(shí)，摔倒具有極大危險(xiǎn)性，摔倒被證明是意外和非故意性傷害中傷亡率第二大的因素[13]。在摔倒事件中有51%與上、下樓梯有關(guān)。因此，在新型助行腋拐的設(shè)計(jì)中，保證使用者的安全性至關(guān)重要，新型助行腋拐設(shè)計(jì)出片狀結(jié)構(gòu)彈性后支撐腿，且配合大面積防滑墊，在減輕腋下不適感的同時(shí)提供安全保障。

2 新型助行腋拐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)調(diào)查分析使用者的使用情況以及市場(chǎng)上的腋拐產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)新型助行腋拐時(shí)，實(shí)現(xiàn)使用者安全上、下樓梯的需求，見(jiàn)圖1。

圖1 新型助行腋拐的構(gòu)造設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)包括左右兩個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的側(cè)弓，側(cè)弓頂部設(shè)置有腋托，腋托結(jié)構(gòu)由固定板、活動(dòng)腋挎、彈簧及腋墊組成。腋墊置于活動(dòng)腋挎上，彈簧一端與固定板連接，另一端與活動(dòng)腋挎頂部連接，活動(dòng)腋挎可拆卸式的設(shè)置在固定板上，便于彈簧老化后進(jìn)行更換。兩側(cè)弓間設(shè)置有便于使用者手部承力的握把，握把通過(guò)螺栓和固定孔水平設(shè)置在兩個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的側(cè)弓內(nèi)，使用者可根據(jù)手臂長(zhǎng)度自行調(diào)節(jié)握把高度，握把外側(cè)包覆有由橡膠制成的握把套。

側(cè)弓下端的內(nèi)側(cè)壁上固定設(shè)置有一套管，套管內(nèi)套接有支撐腿，支撐腿下有一防滑腳墊；套管側(cè)壁上貫穿設(shè)置有多個(gè)調(diào)節(jié)孔，其支撐腿前、后兩側(cè)壁上分別設(shè)置一個(gè)可以卡接在調(diào)節(jié)孔內(nèi)的調(diào)節(jié)按鈕，支撐腿通過(guò)調(diào)節(jié)按鈕套接在套管內(nèi)。使用者可根據(jù)身高，調(diào)節(jié)按鈕與調(diào)節(jié)孔的位置，達(dá)到調(diào)節(jié)腋拐高度的目的。其中一個(gè)側(cè)弓外側(cè)壁上設(shè)有一后支撐腿，后支撐腿下端焊接一組擋板，后支撐腿底部以螺紋方式連接有一末端套有防滑墊的片狀彈性后支撐腿，側(cè)弓外側(cè)壁下端設(shè)有一方形外殼，外殼內(nèi)焊接一組可與設(shè)置在后支撐腿上擋板壓合或分離的支撐擋板。后支撐腿上端部設(shè)有一調(diào)節(jié)握把，其頂部設(shè)有一朝側(cè)弓外側(cè)壁方向彎折并可插入固定孔內(nèi)的彎折邊，在側(cè)弓的內(nèi)側(cè)壁上對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)帶調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的旋鈕，旋鈕的直徑小于固定孔的直徑，彎折邊可通過(guò)旋鈕固定設(shè)置在固定孔內(nèi)。后支撐腿上有一組擋板，方形外殼內(nèi)有一組支撐擋板，通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)使彎折邊置于不同固定孔內(nèi)，即可使后支撐腿上擋板與方形外殼內(nèi)不同的支撐擋板相互卡合，已達(dá)到調(diào)節(jié)后支撐腿高度的目的。

3 新型助行腋拐的使用效果

在新型助行腋拐設(shè)計(jì)中，活動(dòng)腋挎內(nèi)置有高強(qiáng)度彈簧，不僅可承受人體重量，還可緩沖腋拐對(duì)腋下的壓力，從而減輕使用者的腋下疼痛。此外，在上、下樓梯過(guò)程中新型助行腋拐還可通過(guò)彈性后支撐腿對(duì)樓梯的支持力進(jìn)行緩沖，達(dá)到提高使用者的舒適感，降低對(duì)使用者身體產(chǎn)生傷害。

新型助行腋拐設(shè)計(jì)中的后支撐腿、擋板、彈性后支撐腿、防滑墊、方形外殼、支撐擋板以及調(diào)節(jié)握把等設(shè)置為使用者上、下樓梯時(shí)的安全進(jìn)行充分保障。當(dāng)使用者下樓梯時(shí)，通過(guò)拉動(dòng)調(diào)節(jié)握把及調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的高度，使彈性后支撐腿從方形外殼內(nèi)伸出并置于支撐腿所在的上一級(jí)臺(tái)階上，來(lái)自地面的支持力使后支撐腿下端焊接的擋板與外殼內(nèi)的支撐擋板相互壓合卡接，彈性后支撐腿即可幫助支撐腿承受重量。片狀彈性后支撐腿末端設(shè)置防滑墊可增加腋拐與地面的摩擦力，當(dāng)使用者給予腋拐壓力越大，彈性后支撐腿形變量越大，給予使用者支持力越大，即防滑墊與臺(tái)階間摩擦力越大，使用時(shí)更加穩(wěn)定。防滑腳墊采用橡膠材質(zhì)，底部具有花紋，增大防滑腳墊粗糙程度。此外，彈性后支撐腿末端設(shè)置大面積防滑墊可有效增加腋拐與地面的摩擦力，增加上下樓時(shí)的穩(wěn)定性，有效避免摔倒事故發(fā)生。當(dāng)使用結(jié)束后，通過(guò)拉動(dòng)調(diào)節(jié)握把，將后支撐腿拉至上方固定孔，收回彈性后支撐腿，實(shí)現(xiàn)后支撐腿的調(diào)節(jié)，且不影響平地行走時(shí)的正常使用。

4 結(jié)論

新型助行腋拐具有結(jié)構(gòu)合理、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，可提升使用者舒適度，滿(mǎn)足不同使用者扶拐上、下樓的需求。通過(guò)克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足進(jìn)行創(chuàng)新，在保留原有腋拐基礎(chǔ)功能的前提下，針對(duì)抗震減壓、緩沖以及防滑等不足之處進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，有效減輕了長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)腋下疼痛現(xiàn)象，降低使用者上、下樓梯時(shí)的摔倒風(fēng)險(xiǎn)。