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1、下肢義肢義肢-取代身體失去的肢體義肢製作之主要目的在用來取代身體失去部分的肢體，而截肢主要目的在於保命。常見下肢義肢的種類以美國為例，截肢總人口約佔其全國人口之千分之1.5，按截肢的部位有踝離斷截肢(賽姆式)、小腿、大腿、髖離斷、前臂及上臂截肢，按比例而言，小腿截肢約佔一半，上肢截肢約佔十分之一。外科手術中下肢相關之截肢狀況如圖所示：針對各部位截肢所使用之義肢：组件式大腿義肢组件式髖離斷義肢组件式膝離斷義肢组件式小腿義肢殼式足部義肢適用於不同長度的大腿殘肢適用於轉子間截肢、髖關節離斷和半侧骨盆切除的殘肢適用於膝關節離斷和改進型髁部截肢的殘肢適用於不同長度的小腿殘肢適用於足部截肢患者結合電子、材
2、料、機械之技術研發義肢組成零組件:1. 承筒:承筒主要為連接殘肢與義肢的基本結構，配合義肢之其餘部分，承筒可以將截肢者的重量轉移至其他物品或地上，承筒的設計及直接影響到義肢的功能與舒適性。承筒樣式依據肌力的控制與力量的轉移而有不同之設計，大部分的承筒由硬質塑膠組成，在承筒內襯搭配襯入有彈性且與皮膚觸感相近的材料，如矽膠、PU材較受大部分截肢患者的青睞，對於活動力強的循環良好的大腿截肢患者，利用吸著式的承筒配合氣門的作用可將義肢固定於殘肢上；對於循環不好殘肢朋友需要注意承筒不需太緊，可在殘肢上穿一層棉質襪套或矽膠襪套以避免壓力集中，並利用皮帶將承筒固定。圖2.英國ENDOLITE內襯材設計 圖3
3、. Icex承筒設計2. 義足:義足主要的功能在作為身體支撐、平衡與步態穩定，在行走時義足提供腳跟著地期之吸震作用足部著地期之能量儲存足趾離地期推進之能量釋放，因此碳纖維複合材料材料於義肢的使用上已被大量的使用並結合吸震、儲能、反彈之結構設計，使義足的功能足以發揮。其種類及說明如下:(1) 有關節義足可分為單軸義足與多軸義肢二種，單軸義足提供踝關節的活動，行走時支撐期早期，當腳跟著地時，有一跖屈功能，可提高義肢的穩定性；多軸義足在水平面上踝關節可以作一定的伸、屈、内外翻等動作適合各種複雜的路面，適用對功能性要求較高的截肢者。圖4.德國OTTOBOCK公司之可動關節義足產品圖5.英產品BLATC
4、HFORDENDOLITE之多軸義足產品(2) 無關節義足：最簡單的無關節足是踝固定彈性跟墊義足（SACH），由木腳和聚氨酯泡沫塑料製高回彈楔型腳跟嵌塊外發泡成形，其足跟楔形橡皮墊分為軟、中、硬三種密度，踝關節的動作是由軟質的橡皮足跟模擬產生，足跟橡皮因為荷重被壓縮可模擬踝關節動作吸收衝震，其適用於假肢控制能量较弱或中老年的截肢者。圖6.無關節義足近年來，美國飛毛腿系列產品由美國FLEX FOOT設計生產其特點，詳細如圖7所示；全部採用碳纖維材料重量很輕堅固耐用,大部分用於殘疾運動員使用，具有強爆發力，其設計是以碳纖複合材料作為小腿下端與足踝的基本結構。能量可以同時儲存在小腿下端與義足龍骨中，
5、並在腳趾離地時可將能量釋放出來。目前下肢截肢患者賽跑的世界記錄保持人為一個名叫Dennis Oehler的美國人，他的百公尺記錄為11.73秒，兩百公尺為24.37秒，四百公尺記錄則為56.25秒，這些記錄可以說是超過世界上絕大多數四肢健全的健康人，他就是穿著此種義肢參與競賽的。圖7.美國飛毛腿（FLEX-FOOT）義足產品3.膝關節大腿截肢朋友若要有正常的步態，義肢必須有一個膝關節，而且這個關節在步行支撐期的壓轉過程中不會屈垮。(1)單軸式自鎖膝關節：設定磨擦強度後，膝關節最大屈膝角約為150度，於承重時聯軸擺動夾套中的膝轉動軸摩擦阻力變大，因此阻止了膝關節的轉動，這個承重自鎖作用與將膝轉動
6、軸後置於承重線的對線設置共同確保了義肢的支撐期穩定性，通過對膝轉動軸摩擦阻力和伸展輔助裝置中助伸彈簧進行調節，可以達到理想的擺動期控制功能。 圖8.單軸自動鎖膝關節 圖9.單軸定磨擦膝關節(2)多連結軸式膝關節：為了提供大腿截肢朋友在站立期與步行支撐期對大腿義肢更好的控制，使用機械連桿的設計連接義肢承筒與義肢小腿，如此便可以產生移動的轉動中心為所謂的多軸式膝關節。 圖10.多軸式膝關節 圖11.德國OTTOBOCK多軸氣壓膝關節 (3)氣液壓膝關節：液壓膝關節之設計用一活塞在膝關節後方連於大腿滑車，而且這個活塞筒也連接小腿上的滑車，活塞筒可以是油壓式或氣壓式的，這些油或氣體在流經小孔時會產生阻
7、力，並且在不同步行速度時自動產生不同的阻力，一個活塞筒便可以分別提供支撐期與擺盪期的阻力控制。當膝關節要屈垮時，膝關節阻力自動產生，而且並不影響膝關節的正常屈曲與伸展，膝關節可120屈曲且配有安全的自鎖裝置。圖12.英國ENDOLITE膝關節設計(4)手動鎖膝關節：在膝關節完全伸展時，鎖住膝關節以避免膝關節屈垮，手動鎖定裝置可具備活動及鎖定雙重功能，具穩定性及安全性穩固之鎖定装置，需要手動鎖定裝置以從事某些特殊活動的活躍截肢者，具有手動鎖定及選擇開關功能以作階段式訓練的大腿截肢者。圖13.手動鎖單軸膝關節 圖14.碳纖歐柏固定膝 (5)電子膝：電子膝為結合材料與電子物能原理合成最新設計高科技結
8、晶產品。由智慧型微電腦控制，按照個人所需代步速度及腳步之步態需求，微電腦持續性立即自動分析調整使電腦設定馬達轉動，控制閥門關節活動性，設計特殊單向閥門由吸壓缸與貯壓缸來自動調整氣閥，以消除其活塞阻力產生，並設計具電子與機械能雙重選擇設計，使患行走舒適其動作較敏捷並可遙控自如。 圖15.英國ENDOLITE智慧型電子膝4.小腿小腿部分主要的功能是將身體的重量轉移至足部及地板。(1)外骨骼式（甲殼式）：以塑膠包於木頭之外或全部以塑膠製成的。此小腿為中空且具小腿腿形，力量的傳送經由它外殼傳送，其缺點在於質量重。圖16.外骨骼式小腿(2)內骨骼式（鋁或碳纖維複合材料管式）：以雕刻成小腿形狀的泡棉橡膠包
9、於鋁管之外，並在最外面穿上絲襪或乳膠。其力量的傳送是靠中央鋁管來傳送的，適合輕度至中度的工作，此小腿感覺起來比較像真的小腿，其外層需要更換，且另一優點是當截肢朋友對義肢的控制較熟練時或需要更好的功能時，可更換更適用之膝關節。圖17.內骨骼式小腿結合科技義肢研發與復健訓練將使截肢朋友再站起來!當截肢朋友更了解自己穿帶義肢的種類、功能與特性，相信更使義肢的功能發揮。義肢組件的研發技術日新月異，於機構設計上更加符合人體生物力學，在材料應用上，質輕、高比強度、高比剛性之碳纖維編織複合材亦被大量的使用，並整合電子技術開發具人工智慧的電子膝產品。截肢者除了選配適當的零組件外，於承筒的量製與組件相對位置的較準，對於截肢朋友是相當的重要的，且藉由專業的義肢師與物理治療師相互搭配於義肢的製作與復健持續的進行，將使截肢者於復健過程更加順利。參考資料:1. 台北榮民總醫院傷殘重建中心林多倫、曾明基博士撰寫義肢2. OTTO BOCK HEALTH CARE網址資料:http:/ www. ottobock. com/en 3. ENDOLITE NORTH AMERICA 網址資料:http:/
