一种新型助行腋拐的研制*

王 昊 韦玉敏* 李 博 张佳欣 李 婷 王安平

腋拐可通过支撑人体的大部分重量，维持其身体平衡，从而达到帮助使用者平稳行走的目的[1]。2006年第2次残疾人抽样调查显示：使用腋拐和手杖的残疾人占使用助行器械总数的49%[2]。下肢骨伤患者术后需要借助腋拐进行功能锻炼及早期下床活动，以减少并发症的发生，故腋拐在骨伤科患者治疗和康复期间应用广泛[3-4]。有研究表明，由于使用者自身的身体功能障碍，拐杖的性能决定了使用者的安全[5]。拐杖不仅要提高使用者舒适度，更要保障使用者的安全，由于普通腋拐功能结构单一，无法满足使用者的需求，为此，设计研发一种新型助行腋拐，满足使用者上下楼梯等需求，从而提高使用者舒适度，保障使用者的安全。

1 新型助行腋拐的创新研究

1.1 研究目的

普通腋拐只能辅助使用者行走，无法最大化满足使用者对于舒适度以及安全上、下楼梯的需求，其功能结构单一。普通腋拐使用时放置于使用者腋窝下，由于多数使用者未经过专业指导，在使用时因腋托与腋下经常直接接触，导致长时间使用会产生疼痛，而腋下有丰富的神经和血管，长期受压造成上肢远端麻木、腋下皮肤红肿、臂丛神经组织坏死以及动脉损伤等[6-8]。残疾人士肌力下降，残疾程度与摔倒风险有直接关系[9]。使用适合的腋拐有利于患者早期功能锻炼，可有效减少卧床并发症[10]。为此，设计防滑与抗缓冲相结合的新型助行腋拐，以满足使用者的不同需求。

1.2 抗震减压及缓冲性能

抗震缓冲功能对于提高使用者的舒适感以及减少腋拐对使用者腋下皮肤、肌肉以及血管的损害尤为重要[11]。目前，市场上大多数的腋拐是通过在腋托上增加一橡胶制成的弹性腋垫的方式达到抗震减压以及缓冲目的。普通腋拐设计缺乏对人体生物力学的分析，在抗震、减压和缓冲方面效果欠佳，长期使用不合适的腋拐易导致腋神经和动脉损伤等二次伤害[12]。本研究在新型助行腋拐的设计中将多个高强度弹簧安装于上端游离和下端固定的活动腋挎内，并在腋托上装有传统橡胶腋垫，此活动腋挎设计在使用时能有效减轻使用者腋下压力，有效提高使用者舒适度。

1.3 安全性及稳定性能

当残疾人及骨伤患者使用腋拐行走时，摔倒具有极大危险性，摔倒被证明是意外和非故意性伤害中伤亡率第二大的因素[13]。在摔倒事件中有51%与上、下楼梯有关。因此，在新型助行腋拐的设计中，保证使用者的安全性至关重要，新型助行腋拐设计出片状结构弹性后支撑腿，且配合大面积防滑垫，在减轻腋下不适感的同时提供安全保障。

2 新型助行腋拐的结构设计

通过调查分析使用者的使用情况以及市场上的腋拐产品，在设计新型助行腋拐时，实现使用者安全上、下楼梯的需求，见图1。

图1 新型助行腋拐的构造设计

本设计包括左右两个对称布置的侧弓，侧弓顶部设置有腋托，腋托结构由固定板、活动腋挎、弹簧及腋垫组成。腋垫置于活动腋挎上，弹簧一端与固定板连接，另一端与活动腋挎顶部连接，活动腋挎可拆卸式的设置在固定板上，便于弹簧老化后进行更换。两侧弓间设置有便于使用者手部承力的握把，握把通过螺栓和固定孔水平设置在两个对称布置的侧弓内，使用者可根据手臂长度自行调节握把高度，握把外侧包覆有由橡胶制成的握把套。

侧弓下端的内侧壁上固定设置有一套管，套管内套接有支撑腿，支撑腿下有一防滑脚垫；套管侧壁上贯穿设置有多个调节孔，其支撑腿前、后两侧壁上分别设置一个可以卡接在调节孔内的调节按钮，支撑腿通过调节按钮套接在套管内。使用者可根据身高，调节按钮与调节孔的位置，达到调节腋拐高度的目的。其中一个侧弓外侧壁上设有一后支撑腿，后支撑腿下端焊接一组挡板，后支撑腿底部以螺纹方式连接有一末端套有防滑垫的片状弹性后支撑腿，侧弓外侧壁下端设有一方形外壳，外壳内焊接一组可与设置在后支撑腿上挡板压合或分离的支撑挡板。后支撑腿上端部设有一调节握把，其顶部设有一朝侧弓外侧壁方向弯折并可插入固定孔内的弯折边，在侧弓的内侧壁上对应设置有一个带调节开关的旋钮，旋钮的直径小于固定孔的直径，弯折边可通过旋钮固定设置在固定孔内。后支撑腿上有一组挡板，方形外壳内有一组支撑挡板，通过调节开关使弯折边置于不同固定孔内，即可使后支撑腿上挡板与方形外壳内不同的支撑挡板相互卡合，已达到调节后支撑腿高度的目的。

3 新型助行腋拐的使用效果

在新型助行腋拐设计中，活动腋挎内置有高强度弹簧，不仅可承受人体重量，还可缓冲腋拐对腋下的压力，从而减轻使用者的腋下疼痛。此外，在上、下楼梯过程中新型助行腋拐还可通过弹性后支撑腿对楼梯的支持力进行缓冲，达到提高使用者的舒适感，降低对使用者身体产生伤害。

新型助行腋拐设计中的后支撑腿、挡板、弹性后支撑腿、防滑垫、方形外壳、支撑挡板以及调节握把等设置为使用者上、下楼梯时的安全进行充分保障。当使用者下楼梯时，通过拉动调节握把及调节开关的高度，使弹性后支撑腿从方形外壳内伸出并置于支撑腿所在的上一级台阶上，来自地面的支持力使后支撑腿下端焊接的挡板与外壳内的支撑挡板相互压合卡接，弹性后支撑腿即可帮助支撑腿承受重量。片状弹性后支撑腿末端设置防滑垫可增加腋拐与地面的摩擦力，当使用者给予腋拐压力越大，弹性后支撑腿形变量越大，给予使用者支持力越大，即防滑垫与台阶间摩擦力越大，使用时更加稳定。防滑脚垫采用橡胶材质，底部具有花纹，增大防滑脚垫粗糙程度。此外，弹性后支撑腿末端设置大面积防滑垫可有效增加腋拐与地面的摩擦力，增加上下楼时的稳定性，有效避免摔倒事故发生。当使用结束后，通过拉动调节握把，将后支撑腿拉至上方固定孔，收回弹性后支撑腿，实现后支撑腿的调节，且不影响平地行走时的正常使用。

4 结论

新型助行腋拐具有结构合理、使用方便等优点，可提升使用者舒适度，满足不同使用者扶拐上、下楼的需求。通过克服现有技术存在的不足进行创新，在保留原有腋拐基础功能的前提下，针对抗震减压、缓冲以及防滑等不足之处进行改良设计，有效减轻了长期使用后出现腋下疼痛现象，降低使用者上、下楼梯时的摔倒风险。