我国假肢技术的研究与进展

ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｎｏｖ．２０１２，Ｖ０１．２７，Ｎｏ．１１

・康复工程・

我国假肢技术的研究与进展４

王人成１

假肢是为恢复人体的形态和功能，以补偿截肢造成的缺

损而制作和装配的人工肢体，安装假肢是截肢者康复、回归

社会的重要手段。我国截肢者人数众多，据２００６年第二次

全国残疾人抽样调查数据推算，在２４１２万肢体残疾者中有

２２６万截肢者。国家对假肢的生产和发展一直都非常重视，

由于假肢生产最初是用于残疾军人，因此建国初期由内务部

主管，后改为民政部。民政部社会福利和社会事务司具体负

责全国假肢和矫形器行业行政管理，中国假肢矫形器协会负

责实施。

我国假肢技术的发展有两个高潮，第一个高潮源于１９７９

年民政部的《假肢科学研究和新产品研制规划》，第二个高潮源于“十一五”国家科技计划向民生科技的倾斜。在“十一五”

期间，国家高技术研究发展计划（８６３计划）和国家科技支撑计划中都设立了与假肢相关的课题，国家自然科学基金委员会

也将假肢列入机械工程学科发展战略报告（２０ｌ１—２０２０）”１。

目前社会各界都非常关注民生问题，这为作为民生科技

重要组成部分的假肢技术提供了发展契机，因此本文从历史

沿革、上肢假肢和下肢假肢三个方面对我国假肢技术的研究

状况进行总结和梳理。

１历史沿革

我国不仅是历史悠久的文明古国，而且也是最早应用假

肢代偿缺失肢体的国家之一。据报道，２０１０年初考古学家在

新疆吐鲁番胜金店，发现了距今２０５０－－２２００年前由杨木、牛

角、马蹄、牛皮制成的假脚：牛角和马蹄位于假脚的脚尖和脚

底，起到增加足底摩擦力和耐磨的作用；牛皮位于假脚的上

方，两边有７个孔，用牛皮绳将假脚固定在残肢上。

自２０世纪３０年代开始，英国、美国、１３本人在上海、北

京、东北等大城市设立假肢作坊。１９４５年在张家口建立了新

中国第一个假肢厂，建国以后（尤其是１９５８年以后），在内务

部的领导下，全国各省陆续建立了假肢厂，主要采用欧洲、日

本和苏联的技术用皮革、木材和铝等材料制作传统假肢

（１９５９年开始推广苏联技术）”】。１９６２年内务部颁布了国家

假肢矫形器质量标准ｍ。１９６４年青岛假肢厂批量生产我国第一个假肢标准件——橡胶脚，１９６６年内务部组织了假肢产品

的统一设计，为假肢零部件的标准化打下了基础州。截止

１９８６年底，有民政部门直属３７个假肢厂和１０个假肢装配站，

有非民政部门直属９个假肢厂（车间），合计共５６家假肢厂、

站，分布在除西藏以外的各省、自治区和直辖市－，。在我国实行社会主义市场经济体制之后，我国假肢技术得到了迅速发

展，如骨骼式组件假肢、全接触式接受腔、热塑板材矫形器等

已在我国推广和普及，到２００９年全国各类假肢机构已有６００

多家，从业人员９０００多人，１９９４年生产假肢３．４万件，２００４年

生产假肢６．５万件［６１。

１９７９年１０月，民政部组织召开了第一届全国假肢工作

会议，会议制定了《按照专业化协作的原则，实行假肢标准零

部件专业化生产的方案》和《假肢科学研究和新产品研制规

划》两个重要战略规划，大大促进了我国假肢生产的标准化

和专业化，尤其是规划了生物电假手、骨骼式大腿假肢和工

具手几个假肢科研项目，为我国假肢技术培养了一批人才，

并推出了一系列上肢假肢和下肢假肢产品Ⅲ。１９８６年１１月，民政部组织召开了第二次全国假肢工作会议，会议制定了假

肢行业改革措施，通过了《假肢行业“七五”科技发展规划》，

以引进、消化、创新的方式促进我国假肢产品的更新换代。

１９８８年８月，民政部组织召开了全国假肢行业深化管理改

革，加快技术进步经验交流会，会议通过了《假肢企业发展计

划）（１９８９－－１９９１年），其目标是通过３年努力奋斗，逐步形成

一批管理水平较高、技术力量较强、工艺设备先进、产品有竞

争力、经济效益好的骨干企业，带动整个假肢企业的发展一，。１９７９年，民政部成立了北京假肢研究所（后改名为国家

康复辅具研究中心）。１９８０年开始，每年举办一次全国假肢

标准件生产订货会，１９９３年起发展为中国假肢矫形器和轮椅

产品展销会。１９８３年、１９８６年成立了中国康复医学会和中

国残疾人福利基金会康复协会（后改名为中国残疾人康复协

会），其下先后设立了康复医学工程专业委员会和康复工程

专业委员会，这两个专业委员会为我国假肢技术人才培养和

学术交流做了大量工作。１９８６年成立了中国假肢矫形器协会（后改名为中国康复器具协会），１９８８年１月中国假肢协会

ＤＯＩ：１０．３９６９１ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－１２４２．２０１２．１１．０１７｝基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１７５２８９）；国家科技支撑计划资助项目（２００９ＢＡｌ７１８０４）１清华大学精密仪器与机械学系，北京，１０００８４

作者简介：王人成，男，博士，副研究员；收稿日期：２０１２—０４—１２

１０５８“Ｍ￡ｗ．ｒｅｈａｂｉ．ｃｏｎ．ｃｎ

万方数据中国痈复匡学鬃毒２０１２年，第２７卷，第１１期

会刊《假肢与矫形器》（前身为《假肢工作通讯》，现改名为《中

国康复器具》）创刊。１９８８年中国康复研究中心成立，其下设

以研制和装配假肢为主要业务的康复工程研究所。１９９４年

中国和德意志联邦共和国共同组建了中国假肢矫形技术中

等专业学校。

中国残疾人联合会与李嘉诚基金会合作，２０００年推行了

“长江新里程计划”公益项目第一期，在全国设立２００所普及

型假肢装配站，并培训了４００名假肢安装技师，为贫困缺肢

者减免费用装配普及型小腿假肢６０２６２支、大腿假肢９０００支。２００７—２０１１年，“长江新里程计划”公益项目第二期，配

合中国残疾人事业“十一五”规划，实施“假肢服务”、“高科技

助残就业”、“脑瘫儿童康复及残疾预防”三个子项目。

我国比较早开始从事假肢技术的科研单位有中国科学

院、清华大学、上海交通大学和南京工学院（后改名东南大

学）、上海师范学院。２１世纪以来，东北大学、中南大学、河北

工业大学、哈尔滨工业大学、杭州电子科技大学、上海理工大

学也先后加入假肢技术的研究队伍。

２上肢假肢

１９６８年因抢救国家财产，北京礼花厂的青年女工王世芬

被严重烧伤而截肢，在周恩来总理指示下，于１９６９年中国科

学院自动化所、５０２所、北京医学院和北京假肢厂组织了包含

“两弹一星”元勋杨嘉墀院士、中国科协副主席胡启恒院士等

２０多人的“王世芬电动手任务组”，在全国５０多个单位支持下，在１９７０年成功地研制了从肩关节开始的三个关节可动的

电动三截臂假肢等共９只不同功能、实用化的电动手，并实现

了肌电控制，使我国成为最早掌握肌电假手技术的国家嗍。

１９７０年中国科学院上海生理研究所和上海假肢厂组成

协作组，开始研究前臂肌电假肢，于１９７２年完成了单双通

道、单通道双电平３种肌电假手，并采用厚膜电路先后试制

了５０个实验样机，其中１０个样机进行了临床试用，患者感觉

与真手的“意识”控制方式比较相近嘲。１９７７年获上海市重大

科技成果奖，１９８０年三自由度肌电控制上臂假肢达到实用化

水平，１９８１年通过技术鉴定，１９８３年在丹阳投人生产““。１９７９年民政部制定的《假肢科学研究和新产品研制规

划》中的第一个项目就是研制生物电假手：由上海假肢厂、上

海交通大学、上海师范学院、上海市第一人民医院组成上海

研制小组，负责三个自由度的生物电假手的研制工作；由北京假肢科研所、北京假肢厂和清华大学等单位组成北京研制

小组，研制电子计算机控制的多自由度的生物电假手。上海

研制小组开发了两自由度多通道肌电控制前臂假手样机，由

分别装在手指屈伸肌和腕旋前旋后肌皮肤处的四组电极取

出四个肌电信号来控制驱动电机及传动装置ｕｕ；北京研制小

组开发了具有手指开合和旋腕两个自由度的前臂假肢。手指开合和旋腕运动分别采用肌电和微动开关控制ｎ“。清华

大学研制的肌电前臂假肢于１９８４年和１９８７年分别获得北京

市科技成果二等奖和国家科技发明三等奖。

１９８１年东南大学开始研究前臂和上臂电动假肢，其成果

被民政部列入“七五”推广应用产品，并于１９８８年研制成功

微电脑双全臂假肢，试用的两名双全臂者经过约半个月的训

练，即能借助假肢独立地吃饭、喝水、写字、开门和打电话ｎ”。

２００３年清华大学和杭州电子科技大学利用ＰＶＤＦ压电

薄膜研制了假手力反馈装置ｎｍ，其研发的具有触觉功能的肌

电电动假手获得了２０１０年浙江省科学技术三等奖。

２００５年在国家自然科学基金重点项目的资助下，哈尔滨

工业大学、清华大学和东北大学开始研究新一代仿人型残疾人假手，哈尔滨工业大学先后开发了由３个和５个电机驱动

的多指多自由度仿人型残疾人假手样机，清华大学和东北大

学分别研发了基于肌电和脑电的多自由假手生物电通讯控

制系统，目前该技术还处于实验室阶段。

３下肢假肢

１９７９年民政部制定的《假肢科学研究和新产品研制规

划》中的第二个项目就是研制骨骼式大腿假肢，由北京、上

海、江苏、山东、四川、湖北６个假肢厂分三步进行联合研

制。先仿制西德的骨骼式大腿假肢，然后参照西德膝关节设

计出适合我国实际的骨骼式大腿假肢，最后进行试用和批量

投产。可见民政部对下肢假肢采取了与上肢假肢不同的策

略，走的是由假肢厂引进、消化吸收的路线，没有吸收高等院

校参与工作，这可能是导致我国下肢假肢一直没有类似于肌

电假手这种高端产品的主要原因。膝关节是下肢假肢中对技术和工艺要求最高的部件，它安装在股骨截肢残端，要求

能在支撑期支撑身体重量，又能在摆动期跟随健康大腿有节

律地运动，因此膝关节一直是下肢假肢研究焦点和难点。

２０世纪９０年代初，清华大学在国家自然科学基金的资

助下，开展了电流变液ｎ５－和电动摩擦锥膝关节自适应阻尼控

制装置的研究ｎ“，并且在下肢假肢建模及其肌电控制方法方

面进行了大量的研究工作。电流变智能膝关节与奥索

ＲＨＥＯ膝关节原理类似，在交错排列的多片剪切结构旋转铰

链中充满电流变液智能材料。在不受电场作用时，这种流体

呈牛顿流体特性。然而在电场作用下，悬浮于流体中的微粒

迅速极化，形成链条，从而阻止流体间的切向移动，增加阻

力。当电场达到一定强度时，流体由液态转化为凝胶态，甚

至达到固态，这样就可以通过调节电场的强度，达到改变关

节阻尼力矩的目的。电动摩擦锥膝关节与摩擦离合器原理

相似，它通过电机带动一个左右螺旋的螺杆压缩弹簧改变摩

擦锥相接触面的正压力来实现力矩调整，摩擦锥只能沿轴向

滑动、不能转动，当关节转动时，摩擦锥产生阻尼力矩。由于

＂ｌｍ口．ｒｅｈａｂｉ．ＣＯＣｏＯｎ

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万方数据