[发明专利]用于股骨截肢者的技术辅助

说明书

技术领域

本发明涉及用于丧失运动机能的人的辅助装置，尤其适合于下肢截肢者。

促成这项发明的工作已收到欧盟第七框架计划FP7/2007-2013年提供的资金支持，该工作包含在CYBERLEGs项目框架中，资助协议n°287894。

背景技术

下肢缺失是一种潜在的致残性疾病，影响全世界人的健康和幸福。

在世界各地，下肢缺失公认为重大的公共卫生问题，已开发出减轻疾病的负担的策略(Ephraim,Dillingham,Sector,Pezzin&MacKenzie,2003)。为了更好地确定下肢截肢发生率，了解这个问题的范围，我们应该意识到每年-仅在美国-大约150,000人进行血管疾病导致的下肢截肢(http://www.amputee-coalition.org)。

有多种途径导致肢体缺失，包括糖尿病、外周血管疾病、外伤、恶性肿瘤以及先天性肢体缺陷。所有发达国家普遍有两个主要因素影响下肢截肢的数量，第一个因素是外周血管疾病，在大多数情况中由糖尿病导致的(由血管疾病引起的截肢称作不良血管)。据估计，在美国所有下肢截肢中的80％是不良血管，由外伤导致的大约15％(其他原因是癌症或先天性疾病)。第二个因素是下肢截肢的年龄相关性增加，仅次于外周血管疾病，超过70岁的人具有进行不良血管截肢最高风险(Dillingham,Pezzin,&MacKenzie,2002；Ephraim等人,2003；全球下肢截肢的研究小组,2000)。如果我们认为老龄化是欧洲的未来社会的一个挑战，后一方面是关键点。事实上，从现在开始的40年中，近35％的欧洲人口预计将达到60岁或以上。我们现在应该考虑如何朝着一个社会发展，其中这部分人口将保持创造力、生产力、自主性和独立性。

下肢截肢可以在几个层次上进行(例如，足级、小腿级、大腿级)。尽管所有截肢导致病人致残，对于截肢者、外科医生、义肢、治疗师以及医疗保健人员中的每一个成员，大腿截肢(即股骨截肢)显然是最具挑战性的截肢。股骨截肢估计约占总下肢截肢的20％，这意味着每年仅在美国股骨截肢者约有30,000人(Dillingham等人,2002)。在欧洲的数据与此非常相似。

与现有技术的假体的相关联的缺陷

股骨截肢是截肢者日常生活中的一大挑战。

事实上，股骨肢体缺失的人的生活面临多个明显的挑战，即：(i)他们需要更多的代谢能量和认知努力完成任何运动相关的任务(如步态，爬楼梯)，(ii)他们的运动是不稳定的，(iii)他们需要一个更复杂的假体装置，(iv)他们从坐的位置起来面临巨大的困难，以及(v)不同于在胫骨和足部截肢的截肢者，他们坐着时缺乏假体舒适感。

一般来说，使用假体的股骨截肢者比非截肢者需要更多的能量行走，同时达到的速度更低。

无下肢截肢“容易”适应，但股骨截肢无疑比在小腿或足部截肢更具挑战。研究表明，截肢平面越高，行走需要的能量越多。沃特斯等人的著名研究(1976年)在下肢在几个平面截肢的70人中看步态和能源使用。这项研究中，表明股骨截肢选择最慢的步态速度(大约为非截肢者的60％)，消耗了非截肢者走相同的距离消耗能量的1.3倍。至于不良血管截肢，这些数值甚至变得更糟：大约40％的非截肢者的步伐速度和非截肢者消耗能量的2.5倍。换句话说，一个因不良血管股骨截肢的人通常走路比前述情况更慢，但耗费更多的能量，由于截肢后行走需要更大的努力。

迈步、上下楼梯和其他向上与向下运动都是特别具有挑战性的任务。

股骨肢体缺失的人，当他们上楼梯或下楼梯时，不能“一步跨过一步(step over step)”地走。当然，倾向于一步一步走，一次一个台阶。通常情况下，股骨肢体缺失的人，首先向上迈出健全的腿(即对侧的腿)，然后带动假体一侧上到同一级台阶。在这种情况下，对侧健全的腿成为完成预期运动任务的根本。这是因为被动的假体膝关节不能提供人上到下一个更高的台阶需要的力量。膝关节和踝关节扭转力的缺失是股骨截肢后调整到新的行走方式产生挑战的因素之一。

总的来说，截肢者需要更多的“心理能量”，尽管达到较少的步态稳定性。