假肢

很多人不知道假肢和义肢有什么区别，下面来简单介绍一下。

操作方法

首先有一点需要明确的，义肢实际上和假肢是没有本质上的区别的，假肢也被称为是“义肢”，所以我们不需要将两者分开来进行区别，两者的作用都是相同的。

在行业内，义肢具体的意思就是装配在残废人身上的肢体，通常来说都是上肢或者是下肢，并且肯定都是人造的。

假肢也被称之为是“义肢”，也是用来帮助残废人恢复活动的，并且假肢的制作材料有很多，比如铝板、合金等高科技材料， 但是关节衔接部位是肯定要用金属部件的。

其次，患者在安装假肢之后，一定要注意对假肢接受腔进行清洁，避免对残肢发生损伤，在进行恢复训练的时候，也一定要摆正心态，避免情绪崩溃影响恢复。

在斯坦福大学的包振安实验室，研究人员正在开发制造触觉假体的新材料。

人类的手有17000个触觉传感器，可以帮助我们拿起东西并与现实世界联系起来。假手或假脚完全失去知觉。

包振安希望通过用电子皮肤包裹假肢来改变这种情况。电子皮肤可以感知压力，切割时自我修复，并处理感知到的数据。这是未来假肢与神经系统连接并传递触觉的关键一步。即使这一目标暂时无法实现，柔软且有粘性的电子皮肤也能使截肢者和烧伤患者做更多的日常工作，例如捡一些小东西，并且这种皮肤有可能帮助患者减轻幻肢疼痛。

包振安

为了在某些方面模仿和超越人手的皮肤性能，包振安一直在反思什么是电子材料。电子皮肤不仅应该对压力敏感，还应该像真正的皮肤一样轻盈、耐用、有弹性、有弹性、能自我修复。它的价格应该相对较低，并且可以做成大的薄片，包裹整个假肢。然而，传统的电子材料不具备上述任何特征。

自2010年以来，鲍振安(2003年被麻省理工学院科技评论评选为35岁以下的创新者)一直致力于电子皮肤的研究。她必须为每一种电子元件创造一种新的化学配方，用软有机分子、聚合物和纳米材料来取代硅等刚性材料。

研究人员在一块像贴纸一样的弹性橡胶上制作晶体管。当玻璃上的橡胶被撕下时，它会附着在一层半导体碳纳米管上，形成电子开关的有效区域。

涂有绝缘材料的薄片将被用来关闭弹性晶体管。在机器内部，一个小平台会将纸张旋转成薄而光滑的薄膜。

这种弹性晶体管由碳纳米管、电子聚合物和纳米银粒子墨水制成。它可以用在处理触觉传感器数据的电路中。

包振安的研究小组使用了一种高弹性橡胶材料，其应力和恢复力与人类皮肤相似。有时她的团队将电子材料混入橡胶中，有时将它们放在橡胶上。为了制造触觉传感器，研究人员混合了导电碳材料。当材料受压时，导电橡胶膜中的电压会发生变化。与此同时，包振安的研究小组发现，在触觉传感器上覆盖特定图案的微尺度锥体可以提高触觉灵敏度——就像我们指纹上的螺旋一样。根据这种设计制造的传感器至少具有与我们手部皮肤相同的灵敏度。她的研究小组还在橡胶皮肤上印刷晶体管、电导线和其他元件，形成一个弹性电流回路，将触觉传感器的数据传输到假手。

含有纳米银粒子墨水的喷枪可以通过模板喷射电触点和电线。在显微镜下，触觉传感器上的小金字塔清晰可见。这些50微米宽的特征增强了灵敏度，就像我们凸起的指纹一样。

这只木制假手的每个指尖都装有灵活的触觉传感器，与之相连的电线可以将数据传输到手掌中的灵活电子控制中心。

目前，包振安正在开发一些更好的材料。她开发了一种聚合物材料，这种材料比人类皮肤更有弹性，可以拉伸到100倍长度而不会受到损伤。这种材料在切割时可以自动愈合，不需要加热或其他触发。当施加电场时，它也可以用作较弱的人造肌肉来伸展或收缩。

这种材料模拟了人类皮肤的两个最重要的特征:伸展和自我修复

研究人员将橡胶材料切成两半，不到一分钟他们就连在了一起。

这种自愈材料可以拉伸到人类皮肤之外而不会断裂。

凭借这些基本材料和设计，包振安正在开发半导体和其他电子材料，它们也具有自愈合和拉伸特性。然而，仅仅完全转变电子材料是不够的。这些人造皮肤产生的数据需要以人体能够理解的格式传输到神经系统。包振安研究小组目前正在开发一种能够向神经系统传输信号的电路方案，以便有一天电子皮肤不仅能帮助截肢者重获灵活性，还能让他们重获触摸亲人的感觉。

蝌蚪工作人员编译自技术评论，译者老刘，转载必须授权。

人类的手指正在触摸机器人的手指。金色“指尖”上的半透明塑料和黑色装置是斯坦福大学工程师开发的一种皮肤状传感器。这种传感器可以检测压力并将压力感传递给神经细胞。这项研究的目标是开发一种嵌入了微型传感器的人造皮肤，给人造肢体一些人类皮肤的感觉。(照片来源:包振安实验室)

斯坦福大学的工程师已经开发出一种塑料“皮肤”，可以检测到施加了多大的压力，并产生一种电信号，将这种感觉输入信号直接传递给脑细胞。

斯坦福大学的化学工程教授包振安花了10年时间研发一种材料，这种材料可以像人类皮肤一样自我弯曲和愈合，还可以用作传感器网络，向大脑传输触觉、温度和疼痛信号。包振安教授最终想开发一种嵌入传感器的柔性电子织物，它能覆盖假体表面并具有一些真正的皮肤感觉功能。

这一次发表在《科学》杂志上的结果让包振安离目标又近了一步。她再现了触摸的一个方面。这些传感器使我们能够区分轻微握手和有力抓握的不同压力。

包振安解释道:“这是第一次一种类似皮肤的柔性材料成功地检测到压力并将信号传递给神经系统的一部分。”她带领一个17人的研究团队取得了这一成就。

数字触摸

这项技术的核心是双层塑料结构:顶层具有传感器的功能，而底层充当传导回路，传输电信号并将其转换成与神经细胞相容的生化刺激。在这项新的成就中，顶层作为一个重要的传感器，可以检测到与人类皮肤相同的压力，从手指的轻触到有力的握手。

五年前，包振安研究小组的成员首次描述了如何使用塑料和橡胶作为压力传感器，通过测量它们在分子结构中的自然弹性。之后，他们将薄塑料压成网格状，进一步压缩塑料的分子弹簧，提高对压力的敏感度。

为了以电子方式利用这种压力传感特性，研究小组在这种网格塑料中分散了数亿个碳纳米管。如果对塑料施加压力，纳米管将被挤压得更紧，并能导电。

这使得塑料传感器能够模拟人体皮肤，人体皮肤能够以短电脉冲(类似莫尔斯电码)的形式向大脑传输压力信息。如果施加在纳米管上的压力增加，它们将被挤压得更紧，更多的电流将被允许流过传感器。此外，这些具有不同强度的电脉冲将会以短脉冲的形式传递到感觉机制。如果压力减轻，脉搏也会减轻，表示轻微的触摸。如果所有的压力都消除了，脉搏就完全消失了。

后来，研究小组将这种压力感应机制整合到他们人造皮肤的第二层。第二层人造皮肤是一个柔性电子电路，可以将电脉冲传输到神经细胞。

导入信号

包振安的研究团队一直在研究弯曲时不会断裂的柔性电子产品。在这个项目中，团队成员与帕洛阿尔托研究中心(PARC)的研究人员合作。PARC有一项技术可以使用喷墨打印机在塑料上打印柔性电路。为了使人造皮肤实用，重要的是覆盖一个巨大的表面，与PARC的合作为此提供了可能性。

最后，研究小组还需要证明电信号可以被生物神经元识别。他们采用了卡尔·戴瑟罗顿开发的技术。卡尔·戴瑟罗顿是斯坦福大学的生物工程教授。他开创了一个结合了遗传学和光学的领域，叫做光遗传学。研究人员使用生物工程技术来处理细胞，使它们对特定的光频率敏感。然后他们使用光脉冲来开启或关闭细胞或细胞内的过程。

为了这项研究，研究人员设计了一个神经元来模拟人类神经系统的一部分。他们将人造皮肤上的电子压力信号转换成光脉冲来激活神经元，证明人造皮肤可以产生与神经细胞相容的感觉输出。

包振安说，光遗传学仅用于实验证明人工皮肤的概念，其他神经刺激方法可能用于实际的假体装置。鲍振安的团队与斯坦福大学化学副教授崔合作，证明电脉冲可以直接刺激神经元。

包振安的团队希望开发不同的传感器来复制皮肤的某些能力，比如区分灯芯绒和丝绸，或者一杯冷水和一杯热咖啡。这需要很多时间。人类手中有六种生物感应机制，而《科学》杂志上描述的实验只成功实现了其中一种。

然而，目前的两层结构意味着当新机制开发出来时，研究团队可以增加额外的传感器。此外，这种喷墨印刷制造工艺还表明，传感器网络可以沉积在柔性层上，并且这些柔性结构可以在假体上自由弯曲和拉伸。

“要实现这一成就的实际应用，还有许多工作要做。然而，经过多年的研究，我已经知道人工皮肤的研究在未来会走向何方。”包振安说。

英国9岁男孩乔希·卡斯卡特生来就有残疾。他的右前臂不见了，所以他没有右手。现在，多亏了触觉仿生学的I-肢体，他可以像其他孩子一样生活和玩耍，比如建造乐高积木或者用刀叉吃饭。

乔希因身体残疾在学校受到欺负。现在，他迫不及待地向他的同学展示他的新手臂。这个假肢是专门为儿童设计的i-limb量子假肢，他也是第一个安装这个假肢的人。触摸仿生学的I-肢由用户的肌肉信号控制，其设置可以通过移动应用来实现。通过简单的手势，机器人手可以实现不同的握持动作。

“我两天前就戴上了。感觉有点重。我可以举起我的拇指。我可以轻轻捏一下，然后握紧刀子。”乔希告诉卫报，“昨天，我自己做了一个百吉饼。我可以用它来打开瓶子或盒子。我可以堆放木头。我可以堆乐高积木，用它们来提裤子。”

乔希的母亲克莱尔说，乔希在学校受到嘲笑，开始变得自闭和悲伤，所以他们开始寻找先进的机械假肢，然后在互联网上找到了触摸仿生产品。“他生来就没有手。起初，我没有太注意这件事，但随着时间的推移，我开始责怪自己。现在，我看到他有两只手。这使他独立了。他会做饭和打扫房间。”她说。

乔希仍在快速成长，所以他的假肢将持续9个月或一年，然后他将需要更换一个更大的假肢。乔希的父亲詹姆斯说，“我认为这是一件好事。今天早上我看见他提起裤子。这是他从未做过的事。他还学会了如何使用刀叉。假肢看起来很自然。他现在可以自己做事情了，不需要我们的帮助。”

触觉仿生学的假肢专家艾莉森·古德温说，乔希是最年轻的假肢使用者，他的假肢也是最小的假肢。他说假肢需要接收肌肉信号，乔希从出生开始就没有在残肢上使用肌肉。然而，乔希学习非常快。现在，他使用假肢没有问题。

假肢可能比汽车贵。

杰夫·休伯是一位曾经涉足教育和广告的企业家。他碰巧是个截肢者，所以他也密切关注假肢制造业。

在北卡罗来纳州立大学学习期间，他一直在思考如何为新兴市场提供低成本的假肢产品。然而，他搁置了这些想法，然后加入了知识网的在线教育初创公司，后来加入了负责数据营销的强大蜂巢。

去年卸任后，他开始重新考虑生产低成本假肢的想法。现在，休伯已经成立了一家名为标准电子人的初创公司，并接受了Y Combinator的自助。他仍然是这家公司唯一的创始人和雇员。

Huber从小就需要假肢。当他出生时，他有一些先天性缺陷，导致他的腓骨发育不完全。

在开发过程中，huber必须每九个月左右更换一条新的假肢。但是在他长大后，他的保险只能支持他每三到五年更换一次假肢。他目前使用的假肢的价格是23，000美元。对于膝盖以上截肢的病人来说，他们的假肢价格可能会高一倍。

此外，用于跑步或其他运动等特殊目的的假肢不能以这个价格购买。

胡贝尔开始拜访其他截肢者，了解他们最大的需求是什么。

他们最想要什么？淋浴用假肢。

虽然huber已经学了很多年如何使用单脚淋浴，但对老年病人来说这是非常困难的。一半以上的截肢者超过50岁，这对他们来说是致命的，除了在淋浴时摔倒。

所以他开始研究如何制造低成本的假肢。在埃默里维尔的一个工作区，胡伯开始使用3D打印机测试各种塑料材料，包括聚碳酸酯、ABS和PLA。他终于找到了一种更有希望的材料，但发现它存在强度不足的问题。

因此，他在这种材料中加入了一些传统技术，特别是印刷一层薄薄的塑料，然后用碳纤维覆盖。

"这是一个特殊的制造过程，需要手工和机械制造相结合."他说，“让它特别的是机器帮助印刷假肢的过程，但是它们不能单独设计假肢的形状。”

标准赛博格生产的所有假肢都是为客户定制的，最终的层压过程需要两个小时的手工生产。虽然需要更多的人工生产时间，但huber采用的技术可以将这种假肢的成本降低到每只499美元。

“这是市场上第一个也是唯一一个价格低于1万美元的3D打印假肢。”他说。

目前，整个假肢行业由衣架假肢和矫形器公司主导，这是一家总部设在奥斯汀的企业，已有150多年的历史，创始人是一位在内战中被截肢的老兵。它占据了大约四分之一的市场份额，其余被许多其他长尾企业占据。

Huber公司的发展计划是将假肢医生的直销和合作销售结合起来，这些医生将为患者提供多年的假肢制造和安装服务，以便他们能够与患者建立深厚的情感联系。

当然，huber不仅仅关注淋浴用的假肢。

“我不介意现在专注于一个领域。但我不想长时间限制我的公司生产淋浴用假肢。”Huber说他也考虑过生产一些特殊的假肢，比如跑步用的。

“这个行业的参与者仍然太少，所以他们可以随意设定产品价格。”

虽然他可以用假肢来装一杯水或拿起其他东西，但他不能拿着拨片在吉他上扫弦。3D Gluck团队决定帮助这个青少年。

该团队来到哥伦比亚为库雷多量身定做一个可以用来弹吉他的假肢。因为假肢不需要特别像真手，他们可以尝试使用不同的形状。他们最后做了一个盾形的设计，盖住了他的手臂和一个夹住镐的夹子。3D Gluck团队还在假肢上刻了林肯公园的标志。

“我们想做一些实用的东西，提高库雷多的生活质量。”这是3D Gluck的联合创始人安德里亚·蒙罗伊所说的。

易能达和其他非营利组织目前正专注于生产成本低于50美元的3D打印假肢，而库雷多的假肢成本大约在这个水平。在这种帮助下，青少年甚至可以学习困难的电吉他。

这种突破性的假肢比现有的假肢具有更高的灵敏度。与过去需要截肢者在背包里携带大型电脑的假肢不同，这只手的所有技能都装在拳头里，并配有电池。这种被称为骨神经肌肉植入物的假体已经在一名拒绝透露姓名的瑞典女性身上进行了测试。她一直在重新学习如何通过虚拟技术控制假肢。该项目由瑞典哥德堡查尔莫斯科技大学生物医学信号和系统研究系副教授马克斯·奥尔蒂斯·卡特兰博士领导。为了测试假肢的效果，瑞典截肢者将钛植入肘关节周围的两块骨头中。16个电极从植入物中取出，进入她残肢的剩余肌肉。这些电极然后连接到她的神经。传感器然后驱动和刺激病人的神经，使她感觉更多，并控制假手。

埃塞克斯大学计算机接口和神经工程实验室的卢卡奇博士说，这种假体允许与骨骼直接机械连接。这让手感觉像是人体的一部分。“这是一只可以带回家的手，”他说。“我们可以探测到控制手的大脑发出的电信号。我们检测到这个信号，然后做一些数字运算来理解这些信号。我们意识到特定的信号模式与患者试图执行的特定功能相关。”

他还说:“我们正在尝试采用一种方法，让我们能够理解神经信号，从而以一种自然的方式恢复运动。因此，病人不需要考虑该做什么，他们可以用更自然的方式使用他们的手。”

奥尔蒂斯·卡特兰博士预测，一旦瑞典妇女掌握了假肢的工作原理并增强了她的力量，她将在几个月内使用假肢。

到目前为止，病人已经接受了一种“虚拟假肢”，就像一个圆盘，上面伸出两根线。她还接受了如何使用这项技术的培训。之后，她将得到一只带有完整内置传感器的灵巧假手。此外，来自意大利和瑞典的两名患者将在未来几个月内植入这些电极。研究人员正在研究如何将这项技术从实验室转移到一种能造福人类生活的设备上。

奥尔蒂斯·卡特兰博士说:“主要问题是我们如何使所有这些技术和接口足够可靠，以使病人能够过上他们的日常生活。”尽管面临这些挑战，他坚持认为这项技术将造福成千上万的人。他说这还不如一只真正的手，但足以让人们开始他们的日常生活。

假肢，在现代也被称为“假肢”，是被截肢者用来补偿有缺陷的肢体的部分功能的假肢。它分为上肢假肢和下肢假肢。

我国最早的假肢出现在春秋战国时期，因为当时有大量的人受到一种酷刑，即“砍断罪犯的腿”，相应的假肢就出现了。有历史记录表明，齐景公对所有无力纳税的人处以重罚。结果，在城门外有卖假肢的小贩，买假肢的人比买鞋的人还多。

另一个历史记录显示，军事家孙膑被他的弟弟庞涓陷害，并遭受“髌骨酷刑”(除去膝盖骨)，导致孙膑残疾。后来，孙膑救了他的朋友秦十力，回到了齐。为了不依赖别人，孙宾为自己设计了一副假肢。这不仅反映了当时惩罚的残酷，也反映了人们已经尝试制造和使用假肢。

孙斌肖像(网络地图)

“历史之父”希罗多德记录了最早的假肢实例。

这涉及到一个名叫赫吉·西斯特·拉图斯的希腊人。公元前479年普拉蒂亚战役前，波斯军队入侵希腊，当时他是这支军队的占卜者。他担任这一职务主要是因为他对波斯对手斯巴达怀有深深的仇恨。原来，在这场战斗之前，斯巴达人已经占领了赫吉·西斯特·拉图斯，用夹子夹住他的一只脚，把他关进监狱，并准备杀死他。希吉·西斯特·拉图斯找到了一把刀，切下了前脚的一半，从监狱里逃了出来。后来他得到了一只特制的木脚。正是为了反对这个替代品，赫吉·西斯特·拉图斯参加了普拉蒂亚战役。

假肢发明历史图(数据图表)

大约在同一时间，罗马人也学会了制造假肢。公元前300年左右，在意大利中部卡普亚的一座陵墓中发现了一具具有完美形状假腿的骨架。腿由木头制成，上面覆盖着两块青铜板，用铁钉固定在木芯上。它的顶部是凹陷的，可以套在大腿的残肢上，然后是从膝盖到脚踝的部分。这表明人们早在古代就已经掌握了制造假肢的方法，当时主要使用者是那些在战争中失去四肢的人。

现代假肢是20世纪以来材料科学和人体力学全面发展的产物。它由铝板、木材、皮革、塑料和其他材料制成。它的接头是由金属部件制成的。最著名的例子是“奥斯卡·皮斯托瑞斯”——南非著名短跑运动员奥斯卡·皮斯托瑞斯。这个天生腿残疾的年轻人从小就喜欢运动。2004年，他安装了一对15000磅重的叶片状高科技碳纤维假肢，多次打破残疾人世界纪录。2006年，他开始参加健美比赛，赢得了许多好成绩，并被誉为"世界上跑得最快的无腿男子"。

“奥斯卡·皮斯托瑞斯”奥斯卡·皮斯托瑞斯在比赛中。(网络图)

近年来，随着科学技术的进步和人们动物保护意识的增强，假肢也越来越多地应用于动物救援。动物王国中的“奥斯卡·皮斯托瑞斯”也经常被媒体报道。我相信假肢的应用在不久的将来会更加广泛。

2017年，媒体报道泰国狗“可乐”被装上了假肢(见水印来源)

印度舞蹈家金达伦的表演在孟买引起了轰动，因为她是一个被砍掉了脚的舞蹈家。

Kindarren三岁时被母亲送到一所舞蹈学校。老师拒绝接受她，因为她太年轻了。但是她坚持要表演一个舞蹈。老师对他的表演天赋感到惊讶，最终接受了她为学生。她13岁时，能够表演42个舞蹈节目。后来，她选择了著名的舞蹈家拉马斯瓦米作为她的老师，并在表演巴拉塔舞方面表现出了巨大的天赋。

然而，在1981年的一次车祸中，她不幸受了重伤，由于缺乏及时的治疗，她不得不将膝盖以下3英寸的脚截肢。金大人不仅没有因此而对生活失去信心，还在安装假肢后继续坚持舞蹈训练。1984年初，他终于重返舞台。

假肢是指人造肢体，用来取代肢体的功能障碍(不论暂时性或永久性)，或是用来掩饰肢体伤残。那么你对假肢了解多少呢?以下是由小编整理关于假肢知识的内容，希望大家喜欢!

假肢安装的选择

肢残朋友要在技术人员的指导下选择假肢。通常，技术人员要根据肢残者的具体情况为其提供2-3种装配组合方案，并详细讲解各种方案的特点，供患者及家属选择。在确定了假肢装配方案后，还需精湛的制作技术来保证设计方案的落实，特别是接受腔制作、关节及连接件的质量、假肢和身体的对线调整等。都是技术含量较高的工艺。因此，建议肢残朋友选择技术力量雄厚、信誉高、售后服务好的厂家装配假肢，如国内的德林假肢厂。

选择假肢主要考虑哪些因素?

选择假肢主要要考虑以下因素：

经济状况

根据自己的经济状况决定应该安装什么价位的假肢，然后在合适的产品中选择。

运动量

如果需要从事体力劳动就要选择受命放入长的耐用型产品;喜欢运动经常在不平整路面行走的就需要选择万向踝等等。

体重和身高

每种关节都有它适合的人群。有适用的体重范围，体重大的患者选择的关节就要能合适，否则假肢的寿命就会很短;而体重轻的患者如果选择适合大体重的关节就会觉得很沉重，走路费力，也不会有好的步态。

年龄

如果年轻运动量大就要选择灵活的假肢;老年人运动量少则要选择安全性高的假肢。

性别

女性不适合选择体积较大的假肢;而男性一般选择体积强度大的假肢。

价格

机电上臂假肢分国产和进口的。而且根据肘关节的能动性价格上有很大区别。

国产上肢假肢一般价格在2万以下;

看过“假肢基础知识“

假肢的类别

依部位分类

上肢假肢

肩离断假肢：指截肢部位达到部份肩胛骨者使用的假肢，较常见于电击伤患者，算是很重的伤残。

上臂假肢：指截肢部位达到肘关节以上者使用的假肢。

肘离断假肢：指截肢部位在整个前臂缺失的患者使用的假肢。

前臂假肢：指截肢部位至肘关节以下者使用的假肢。

腕离断假肢：指截肢部位位于腕关节处，整个手掌缺失的患者使用的假肢。

手部假肢：可能是单指，也可能是多指或者部分掌缺失的患者使用的假肢。

下肢假肢

髋离断假肢：适合髋离断截肢术或者大腿极短残肢的患者使用。

大腿假肢：大腿部位截肢且残肢长度合适的患者使用。

膝离断假肢：用于膝关节离断术截肢或者大腿超长残肢或小腿极短残肢使用。

小腿假肢：用于小腿部位截肢并残肢长度合适的患者使用。

足部补缺假肢：用于足部部分或全部缺失的患者使用。

依功能分类

功能假肢

无机关功能性假肢：像虎克船长的勾子，功能就很单纯，许多上肢假肢利用一些模组化套件，在不同状况下换装不同假肢。

有机关功能性假肢：例如大多数下肢假肢都会装有关节及相应的运动辅助装置(液压、气压、弹簧)，甚至有电子动力回馈系统等，上肢假肢则有不同控制源(肌电、索控)的各类功能性假肢。

美容假肢

纯粹为了美观而制作，例如美容假手，对于截肢者建立自信自尊相当有帮助。

许多假肢制作师也兼从事这类假肢的化妆(涂装)工作。

依动力分类

市面上有出现一些智能假肢，通过微处理器，协助机械关节作出更恰当的细微动作。能保证假肢在支撑期和摆动期表现得更为优异。

医学工程界亦积极研究人造神经或人造肌肉的研究，也许有一天，截肢者可以透过这些新科技，完全恢复肢体功能。