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1、第一届北京国际康复医学论坛论文集科生肌电控制假肢的发展上海科生假肢有限公司从1 9 6 3 年到现在的四十多年间，中国科学院上海生理研究所的肌电控制假肢项目由一个研究课题发展成为一个现代企业，经历了我国肌电控制假肢的各个发展阶段。从1 9 6 3 年到1 9 7 8 年这段发展历程已有文章提到，不再重复。本文是叙述此后( 1 9 7 9 年起) 科生假肢的发展历程。一、研制成我国第一只三自由度肌电控制上臂假肢和第一代三自由度肌电控制假肢系列产品上世纪七十年代末，在完成第一代肌电控制假肢研制以后，中国科学院上海生理研究所假肢研究组开始研制肌电控制上臂假肢。由于截肢者己丧失全部前臂肌肉，上臂残肢只
2、有肱二头肌和肱三头肌可以利用，肌电信号源太少成为一个难题。1 9 7 9 年罗永昭研制成一种三自由度假肢的肌电控制系统，解决了用两块肌肉产生的肌电信号可靠地控制三自由度假肢六个动作的问题。这是一种具有反馈信号的切换控制方式，只需要三种肌电信号。截肢者可以从反馈信号知道假肢控制状态，知道自己发出肌电信号是控制哪一个关节的动作，使控制假肢三个关节的六个动作变得简单可靠，原理见图l 。1 9 7 9 年研制成一只试验性三自由度上臂假肢，在当年上海市生物医学工程学会成立大会上作了论文报告，并由截肢者佩带假肢作了演示。此后，中科院上海生理研究所与上海市激光技术研究所协作，研制成实用化的三自由度肌电控制上
3、臂假肢，于1 9 8 1 年初开始临床试用，在日常生活中使用效果十分良好，上海电视台为此拍摄了科教片“重生的手”报道了这项成果的原理和应用，以及一名安装这种三自由度假肢的截肢者在婚礼上熟练使用假肢的情况，见图2 。同年7 月通过科研成果鉴定乜1 。鉴定认为这是中国首次研制成三自由度肌电控制上臂假肢，技术指标达到设计要求，应尽快投产。当时国内其它单位的多自由度肌电控制假肢研究尚在起步阶段，此成果在国内遥遥领先，获得1 9 8 3 年中国科学院科技成果奖二等奖1 和1 9 8 5 年国家科技进步三等奖H 1 。有关原理读者可参考中国生物医学工程学报上的论文拍。在1 9 8 2 年上海市首届科技博览
4、会上，中国科学院上海生理研究所的肌电控制假肢展台特别拥挤，大批观众希望目睹生物电控制的三自由度上臂假肢，成为博览会亮点。江苏丹阳无线电一厂( 后改名丹阳假肢厂) 在博览会后很希望由他们投入生产，当年达成协议后，上海生理所将此产品交给该厂生产，产品再提供给上海生理所检测调试后，与医院协作为截肢者批量安装，成为我国第一代三自由度肌电控制上臂假肢产品，并形成了一至三自由度肌电控制假肢系列。日本的“现代医学”杂志8 6 年特集以大幅照片报导了上海生理研究所实用化的三自由度肌电控制假肢产品，且使日本同行十分惊讶的情况旧1 。二、产品多次升级换代，向智能化方向发展，研制成我国第一只四自由度肌电控制全臂假肢
5、中科院上海生理研究所的肌电控制假肢组从未停止过前进的脚步，在罗永昭教授主持下，1 9 8 5年以后肌电控制假肢向智能化方向发展。肌电控制和机械性能也不断改进，多次升级换代，外观工艺设计开模制作，前臂和上臂假肢的电池都采用嵌入式，可取下充电。1 9 8 7 年研制成手、腕、1 9 R第一届北京国际康复医学论坛论文集肘、肩四个关节都由肌电控制的全臂假肢，并由双全臂截肢者试用成功，并实现了三自由度肌电控制上臂假肢和四自由度肌电控制全臂假肢的智能化，假肢各关节可协同动作，完成多种日用程序。1 9 8 8 年初，文汇报以头版头条报道口1 。新华社发了电讯，许多报纸转载儿引，智能型四自由度肌电控制全臂假肢
6、原理见图3 ，使用情况见图4 。上海电视台播了新闻报道这种假肢实用情况，上海科教电影制片厂为止拍摄了科教片“肌电控制全臂假肢”在影院和电视台放映。1 9 8 9 年在神户召开的I S P O 第6 次世界大会上，罗永昭作了学术报告，并放映录象介绍了多自由度的原理和实用情况u0 | ，受到国际同行的一致好评。图1 三自由度肌电控制上臂假肢原理第一届北京国际康复医学论坛论文集图2 A ( 附照片图2A ) 上臂截肢者图2 B ( 附照片图2B ) 我国第一只上臂肌电控制假肢使用情况第一届北京国际康复医学论坛论文集图3 四自由度智能肌电控制全臂假肢原理2 0 1第一届北京国际康复医学论坛论文集图4A
7、 ( 附照片图4A ) 双全臂截肢者图4 B ( 附照片图4B ) 四自由度智能肌电控制全臂假肢使用情况三、组建高新技术企业，走向世界随着改革开放的深化，罗永昭带领研究组成员集体下海，成立了国有的上海科生假肢公司，推出了新一代肌电控制假肢系列，这种假肢比第一代肌电控制假肢产品在性能和质量上都有很大提高。新华社发了消息，1 9 9 2 年1 1 月1 9 曰人民曰报海外版和美国世界日报以及国内许多报纸都有报道u 引。1 9 9 2 年在芝加哥召开的国际假肢协会第七届世界大会的商品展馆内展出了科生肌电控制假肢系列，包括具有协调运动控制的智能型上臂假肢。是中国大陆唯一的参展项目，这是中国的高科技假肢
8、产品首次出现在国际商品展台上，见图5 ，引起国际同行的极大关注。有的同行反复前来观看，见图6 。罗永昭在会议上作为学术报告引。当年科生肌电控制假肢开始出口。科生假肢公司在1 9 9 7 年起被审定为上海市第一批高新技术企业，这在我国假肢行业是首创。第一届北京国际康复医学论坛论文集图5 ( 附照片图5 ) 第七届I S P O 世界大会科生展台图6 ( 附照片图6 ) 同行参观科生展台1 9 9 7 年9 月，经国家一级科技查新单位( 上海科学技术情报研究所) 检索后，出具报告证明科生假肢产品达到国际先进水平n4 “。上海市技术监督局组织专家对科生肌电假肢系列产品进行检测，证明符合标准引。1 9
9、 9 8 年4 月，由上海市科委组织专家进行产品鉴定，评审合格取得产品鉴定证书。1 9 9 8 年由国家技术监督局、国家科学技术部、外贸部、国家环保总局、国家税务局五个单位认定为国家重点新产品，予授国家重点新产品证书“。1 9 9 3 在武汉召开了中国首届假肢矫形器及康复器具国际博览会，科生假肢成为大会亮点，长江日报在9 3 年1 0 月2 7 日对大会作了新闻报道，唯一介绍的上肢假肢是科生智能假肢。从1 9 9 2 年起到2 0 0 2 年这1 0 年间，国际假肢协会召开了第7 、8 、9 、1 0 届世界大会，德国也举行了多次假肢矫形康复世界大会，在这些世界大会的各国产品展馆内，科生肌电控
10、制假肢大多成为中国唯一参展的上肢假肢产品，而且许多次成为中国唯一的参展商。1 9 9 5 年在澳大利亚举行2 0 3第一届北京国际康复医学论坛论文集的I S P O 第八届世界大会上，科生展台引起同行极大兴趣，特别是科生具有3 个关节协调运动控制的三自由度肌电控制智能假肢和产品，以及由肌电控制腕伸屈的假肢产品( 已授权国家专利) ，见图7 ，许多人举起摄象机拍摄。直到目前为止，其它国家还没有这种性能的产品。在2 0 0 2 年秋出版的O & PW O R L D ( 假肢矫形器世界杂志) 上报道了1 1 届德国假肢矫形康复技术世界大会盛况，唯一报道的上肢假肢是中国上海科生的高科技产品n 刚。图
11、7 第八届I S P O 世界大会科生展台四、技术创新更上一层楼2 0 0 0 年初，科生公司按现代企业法规改制为有限责任公司，加强和完善企业管理，努力建设现代高新技术企业。2 0 0 0 年至2 0 0 2 年完成了上海市创新基金项目：高性能生物电控制假肢，包括肌电比例控制假肢和五自由度肌电控制全臂假肢，通过了专家检测并由上海市科委组织专家验收合格n 引。2 0 0 2 年上海科生假肢有限公司为美国U n i v e r s i t yo fP i t t s b u r g h ( 美国匹兹堡大学) 研制了一个由猴脑引出的生物电信号控制的机械臂，肩关节有三个自由度，肘关节有一个自由度，各关
12、节运动速度可达8 0 。秒。运动速度可比例控制，用于神经控制的前沿研究，见图8 A 。图8 B 是美国专家专家前来检收与主要研制者合影。图8 C 是新闻报道。第一届北京国际康复医学论坛论文集图8 A ( 附照片图8A ) 科生为美图8B ( 附照片图8B )图8 C 新闻报道国研制的猴脑电信号控制的机械臂美国教授来科生验收机械臂在2 0 0 4 年香港举行的I S P O 第1 1 届世界大会的商品展台上，科生推出了新型三自由度智能假肢，各关节可以按肌电强弱比例控制速度和力量。三个关节可协同动作完成多种日用程序，见图9 。图9 高速比例控制型智能三自由度肌电臂第一届北京国际康复医学论坛论文集目
13、前，上海科生假肢有限公司已拥有授权国家发明专利等多项专利。上海科生假肢有限公司正在继续努力，为残疾人，为我国的假肢事业作出更大贡献。参考资料 1 罗永昭，刘志泉，高铭洙，我国肌电控制假肢初期的发展。假肢与矫形器，中国假肢协会编，2 0 0 4N o 1 ，3 5 3 6 2 三自由度肌电控制上臂假肢科研成果鉴定证书，1 9 8 1 年7 月1 0 日，上海 3 中国科学院授予的三自由度肌电控制上肢假肢科技成果二等奖奖状1 9 8 3 年1 2 月9 日 4 国家科学技术进步奖评审委员会授予的三自由度肌电控制上肢假肢奖状1 9 8 5 年3 月 5 罗永昭，战国利，周建等。用两路肌电信号控制多自
14、由度假肢，中国生物医学工程学报，1 9 8 3V 0 1 2N o 1 ，1 6 2 2 6 l 本5 0 0 0 元的3 动作肌电义手，M o d e r nM e d i c i n e 1 9 8 6N o 2 特集，3 9 4 1 日本出版 7 “罗永昭集科研和开发于一身获巨大效益，显示着一生物学科研究所萌发新生机”，1 9 8 8 年2月1 6 日文汇报头版头条 8 电脑控制假肢，截肢患者福音，新华社上海1 9 8 8 年8 月9 日电，人民日报1 9 8 8 年8 月l O 日第三版 9 中科院上海生理研究所给高位截肢者带来福音，四自由度肌电控制全臂假肢面世，文汇报1 9 8 8
15、年8 月5 日第二版 1 0 L o uY o n g z h a o ，T h eS h a n g h a iM y o e l e c t r i cA r t i f i c i a lA r m ，I S P O6 t hw o r l dC o n g r e s sA b s t r a c t ，k o b e1 5 2 a n d2 3 7 ，1 9 8 9 J a p a n 1 1 中国推出先进的肌电控制假肢系列，新华社上海1 9 9 2 年1 1 月1 8 日电，1 9 9 2 年1 1 月1 9 日“人民日报”海外版 1 2 大陆推出先进肌电控制假肢产品，美国“世界日
16、报”，1 9 9 2 年1 1 月1 9 日 1 3 L u oY o n g z h a o ，L u oZ h o n g h a n ，Z h o uj i a n 。As p e c i c a lk i n do fM y o e l c e t r i cA r t i f i c i lA r ma n d AN e wp o i n to fv i e wo n1 i m bp r o s t h e t i c s 。P r o c e e d i n g so f 7 t hW o r l dC o n g r e s so ft h eI n t e r n a t i o n a lS o c i e t yf o rP r o s t h e t i c sa n dO r t h o t i c s ，C h i c a g oU S A1 9 9 2 4 3 5 1 4 产品检索查新报告，上海科学技术情报研究所，1 9 9 7 年9
