大腿假肢远程加工中计算机辅助设计与制造系统的应用研究

李亚

（山东省假肢矫形康复中心（天泉大厦），山东 济南 250014）

截肢患者，相当一部分居住在偏远山区，或者是没有条件安装假肢的地方，大大影响了其日常生活，降低患者生活质量。近些年，随着科学技术的不断发展，计算机辅助设计与制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）技术快速发展，逐渐取代传统假肢制造方法，为实现大腿假肢远程加工创造条件，有助于解决偏远地区大腿截肢患者装配假肢的问题。2017年1月至2018年3月期间，本研究将11例患者作为研究对象，经回顾性分析，探讨评价大腿假肢远程加工中计算机辅助设计与制造系统的应用价值，现将研究情况总结如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2017年1月至2018年3月期间，回顾性选择11例大腿截肢患者作为研究对象，其中，7例男性患者，4例女性患者，最小18岁，最大56岁，平均（31.8±3.82）岁，身高160～175cm，平均（167.4±3.91）cm，体重54～70kg，平均（60.1±5.83）kg。8例第1次配装假肢，3例第2次配装假肢。研究过程中，应用计算机辅助设计，全部制作成坐骨包容接受腔形式，坐骨支撑位呈囊状包容坐骨，口型圈为长椭圆形。

1.2 方法

针对大腿假肢传统手工制作，流程包含测量——修型——制作——适配四大环节。应用CAD/CAM系统加工，相比传统方法，在修型及制作方面均有较大的差别。对于修型，一般情况下，利用专用软件内置大腿模型，根据患者残肢尺寸，进行适当修改与匹配。而制作过程，于数控加工中心，直接对大腿假肢接受腔型号进行加工处理。本次研究中，采用的是法国Rodin4D假肢矫形器专业CAD/CAM系统。其中，CAD内设计有不同类型的大腿假肢接受腔模型，利用软件的尺寸修改功能、接受腔角度调整功能与模拟手动修型功能，适当修改大腿假肢接受腔模型，促使内置模型与实际残肢形状更加贴合，确保大腿假肢接受腔实际穿戴匹配。CAM系统为七轴数控加工中心，根据固定尺寸，加工处理聚氨酯硬质泡沫圆柱形毛坯，促使毛坯转化成设计好的大腿假肢接受腔模型。

大腿假肢远程加工中，测量尺寸是合理应用计算机辅助设计与制造系统的前提与保障，也是获取残肢特征的重要环节。安排经验丰富的假肢技师测量残肢尺寸，制作、设计假肢过程中，需统一尺寸表，规范标准性测量流程，指导患者健侧上肢将专用取型架扶住，骨盆保持水平站立，残肢伸直并内收。（1）测量围长：借助皮尺，经由残肢内侧会阴水平测量残肢围长，朝着下方，间隔5cm，测量围长，直至残肢末端。（2）测量宽度：应用游标卡尺，从坐骨结节开始，直至股骨大转子下，测量对应位置的宽度，并测量坐骨结节至髂前上棘下、会阴至大转子上方的宽度，且用直尺测量会阴宽度。（3）测量长度：通过游标卡尺，测量残肢长度。测量结束后，单独描述残肢其他特殊情况，例如，某一部位有压痛点、瘢痕、皮肤粘连等。

1.3 评价标准

安排同一假肢技师对大腿假肢进行组装，其中，大腿假肢零配件由奥托公司提供，如TK2000七轴膝关节与Flex碳纤脚板。参照《大腿假肢装配》项目五内容十七“评估假肢功能”中的相关内容，评估大腿假肢接受腔静态适配情况，共包括8个评估项目，满足则计1分，满分8分，评分越高，表示大腿假肢接受腔适配性越高。

2 结果

关于本组11例患者大腿假肢接受腔静态适配情况，详见表1。

表1 分析评估本组11例患者大腿假肢接受腔静态适配情况[n，%]

由表1可知，本组11例患者，在残肢包容与残肢无压痛方面，满意度高，但局部仍存在些许问题。其中，2例患者坐骨结节并没有位于正确的坐骨包容面内，1例患者接受腔过松，4例患者接受腔外侧与残肢臀肌部位接触欠紧密，3例接受腔悬吊存在问题，1例患者残肢末端悬空，未全接触接受腔，且2例患者自身不太满意。

3 讨论

大腿假肢（Artificial Thigh）指大腿截肢的假肢，适用于从坐骨结节下10cm至膝关节间隙上8cm范围内的截肢者。截肢患者，丧失了正常膝关节，大腿截肢后，诸多功能丧失，但若配上适宜的假肢，经系统性训练，患者步行步态基本上可恢复，装配高性能的假肢，不但可骑自行车，而且可跑步，适当参与体育运动。其中，假脚、踝关节、膝关节、接受腔、悬吊装置等是组成的大腿假肢主要要素，大腿假肢的结构复杂，可应用不同的接受腔和膝、踝等，因此，假肢的品种较多，如传统式大腿假肢和现代组件式大腿假肢，外壳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响，降低了患者生活质量。大腿假肢在一定程度上，可解决下肢截肢患者的日常生活问题，可提高患者自理能力，促使患者重新回到社会。近些年，相关学者致力于大腿假肢远程加工中计算机辅助设计与制造系统应用的研究，并取得了一定成效。本研究显示，CAD/CAM系统用于大腿假肢远程加工中，具有可行性。将临床装配点设置于不具备安装假肢的地方，测量大腿假肢患者的相关尺寸数据，最后检查接受腔适配情况，在具备中心加工系统的地方，借助专业假肢修型软件，选择最优大腿假肢接受腔数据模型，根据患者实际残肢尺寸，进行适当修改，尽量匹配数字模型与患者残肢，最后，经由加工中心，加工处理模型，按照正常流程，制作、组装大腿假肢，并及时送至临床装配点，予以适配。大腿假肢手工制作，主要依赖于技师的实践经验及手感，制作过程中，受多方面不确定因素干扰，如石膏修型顺序、石膏绷带缠绕方法。与此同时，利用计算机进行远程加工，也存在不确定性因素，如残肢尺寸测量准确性、修改过程是否能够体现残肢原始性状等。今后，假肢技师需不断总结提高专业假肢修型软件，减少软件误差，尽最大程度提高假肢远程加工效率，为残疾人士提供一种新的假肢安装途径，服务于偏远地区的残疾人。

综上，大腿假肢远程加工中，计算机辅助设计与制造系统的应用价值高。当然，本次研究样本例数少，缺乏代表性，因此，关于大腿假肢远程加工中计算机辅助设计与制造系统的应用效果，还需临床进一步研究。