蓬勃发展的康复医学工程
作者：袁启明
单位：国家医药管理局医疗器械情报中心站高级工程师
关键词：
医疗 清晨，当您漫步在北京长安街上，或是在上海外滩黄埔江边，或是在广州珠江畔，您定能见到许多白发苍苍的老人、中青年、妇女和孩童正在练拳、做操或嬉戏，形成一幅充满生气的动人画面，激励您更加向往新的生活。我们谁都喜爱这样一句话：祝您健康!但生活却不是尽善尽美的，千百万个残疾病人正在与自身的伤残顽强地斗争着，而更需要人们去关心，尽快地康复他们的躯体。
康复的原意是“恢复到原来的健康状态”。就是通过康复的手段，使伤残者或有慢性疾病的病人，在身体上、精神上、生活自理能力及就业能力上，能恢复到最大限度的可能。
现在医学界都公认现代医学有三个阶段：一是预防，二是诊治，三是康复。所以有人把康复医学称为第三医学。而现代康复医学成为独立的系统学科还只是近几十年的事情。本世纪初，尤其在二次世界大战后，为了使大批的伤员能较快地重返战斗岗位，在欧美各国，对康复事业做了大量的工作，积累了丰富的治疗经验。治疗需要各种仪器和器材，于是在康复医学中就不可能没有工程。
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据世界卫生组织(WHO)统计，全世界伤残病人共有5亿多，约占人中总数的10%，估计到本世纪末，将有6亿。而康复医学工程的范围很广，目前国外在法律上认为对失明、脑麻痹、截肢、癌手术后、聋、肺纤维囊性变、心脏病、截瘫、偏瘫、四肢瘫、精神病、多发性硬化、肌萎缩、中风、癫痫、脊髓损伤、肺功能不全等列为严重伤残病人，对这些病人都需要有康复工程的设施。先进的康复疗法及器材种类繁多，现就为数众多的截肢、聋哑、失明、截瘫康复治疗措施点滴介绍给大家。
手足断 尚可续
古人云：“衣服破尚可缝，手足断安可续?”今天，我们的回答是：手足断，尚可续，并早已成为事实。60年代初，上海市第六人民医院陈中伟等医生为完全离断上臂的病人王存柏接活了手，迄今连一般的县医院均能做断肢甚至断指再植手术。但过去由于战争、天灾(地震)、工业所造成数十万人的四肢伤残，就不能再把它接活了，就必须用假手、假腿来恢复部分病人的手足活动能力。
, 百拇医药
为更好地为残疾人服务，目前全国民政系统有假肢厂40多家，年产假肢和矫形器10多万套；20多家轮椅生产厂家产轮椅10多万辆，30多家助行架生产厂家年产约40万件，全国生产残疾人用品的工厂约有100多家，产品100多种，总数量近百万件。各种假手、假腿应运而生。二自由度肌电假手是专门为前臂截肢者研制的一种外部动力功能手，它由大脑神经直接支配，以残肢的肌电力控制信号，送入电子线路，进行放大处理，控制微型电机和传动系统，推动手指和旋腕机构，按人的意志运动完成手指的开合和手腕旋转等动作。它与传统的机械假手相比，省去了繁琐的牵引线，多一个旋腕功能。具有真实感强，仿生性好，操作简单，穿脱方便等特点。佩带后，可以写字、吃饭、骑车、系鞋带等。手指能握一公斤重物，可提起十公斤重物，基本能满足截肢者的自理生活的需要。
三自由度肌电控制假手，又向前迈进了一步，前臂不但具有腕旋后和手指开合的功能，而且肘部尚有伸屈自由度，共6个动作，使用效果亦十分良好。
下肢假肢的设计和部件选择要达到的主要目的是体重能舒适地转移至假肢承窝，使对线稳定，并能模拟正常运动。根据截肢的高度有各种各样的假肢。
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随着科学技术的发展及康复医学工程的不断进步，一种完全能够耐高温或化学腐蚀的假手；能够在荒地或岩石上快跑的假腿，定能在不久的将来被截肢患者所利用。
复聪有术 聋人重回有声世界
据估计，世界上约有占总人口2%的人有不同程度的听力障碍。而全聋病人不能借助助听器来改善其听力。1957年就有人提出了用人工耳蜗使全聋病人重新听到声音的想法，经过不懈的努力，现已初见成效，使不少全聋人重新听到声音。
人工电子耳蜗的电极植入有多种方法，但都离不开电极要安置于听神经上。我国对人工电子耳蜗的研究，始于1978年。1980年首都医院在人体上植入人工耳蜗正式宣告成功。它是由无毒的硅橡胶作为微电极的绝缘物质，微电级用铂铱合金丝制成。它分单导和多导，植入电极数越多，承受的声音频率变化越灵敏，使患者越能听懂语言和较复杂的声音。目前，电极数已从单极发展到36根。声音换能器放在体外，大小如烟盒，便于携带。
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最近国外研制成了一种电子仿生耳，这种电子耳装置有微型信息处理机，用以代替耳内已经失去作用的纤细毛细胞。它能把声波变为电信号送到大脑，接受来自耳内电话筒的声波，并通过和颅内小型插头相连的电极把电脉冲传到大脑，大脑再把脉冲转变成声波。这种电子仿生耳已使50万名耳聋患者恢复了听力。
据预测，60岁以上老年人需要助听器者约在13.9%至17.6%之间。助听器是一项综合性产品，它与声、电、医、化学等学科紧密相关。纵观其自诞生至今的一百多年的历史证明，它的发展一直是与其有关的科学和技术携手并进的。通过近几十年的不断研究、改进，各种各样的助听器应运而生。如耳背式、眼镜式、耳内式，不下数十种。其基本结构是相同的，均由传声器、放大器、振荡器和电源等组成。随着集成电路的应用，助听器逐渐趋向于微型化、轻量化、高保真化。
导盲和助读
为盲人重新获得视觉既是科学工作者面临的任务，也是人们普遍关注的问题。据估计，全世界盲人约2000余万人。目前，极大多数盲人的行动主要靠探路棒，盲人的教育和职业条件主要靠简单的触觉，这些只能给盲人极有限的帮助。
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在真正的人工视觉问世之前，目前还只能以间接感觉补偿，流行的有声纳眼镜和激光手杖。声纳眼镜利用超声波回声原理，助视器为眼镜式，在鼻架上装有发射超声的换能器及两年接受回声的换能器，发射器的扫描频率为45～90千赫，成60度圆锥射波，有效范围为6米远，接受器在发射器的两侧。接受反射波后，转换成听频信号，分别在两侧产生音响效应。控制器由几伏电池供能，全机重量约250克左右。这种助视器的特点是能比较清楚地知道近处物体的硬度和外形，如树叶丛的回声感到是软绵的，而玻璃门的回声则是清脆的。但也有缺点，受到声波发射条件的限制，对于盲人脚前的东西越走近时越易忽略。
激光手杖是另一种助视器，由分别发射三束光的三段结构组成，一束向上反射头顶上的障碍物；一束向下报告地面高低和15厘米处凹处的情况，如上下楼梯、路边等。三束光回波以不同声调扬声，引起盲人警惕。激光手杖用低功率时间的6瓦砷化镓发射红外线，发射脉冲的持续时间为200毫秒，重复频率为每秒40次，接受器硅光电二极管，电源由反复充电的镍 镉电池供给。
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一种能使双目失明的患者改善视觉功能的新装置 电子眼，最近在美国研制成功。一位名叫海伦的42岁女患者接受试验后说，她不仅“看”到了一个色彩斑斓的世界，甚至还能辨认出部分字母。医生们小心翼翼地在患者的头后部切开一个2×5厘米的开口，在露出来的大脑视觉中枢皮下2毫米处植入38个微型电极，然后通过若干条极细的金线，将2毫安电流输入这些电极。这时，患者的面部立刻露出难以置信的惊喜表情：当只给一条金线接通电源时，她说“看到”了一种颜色；而当数条金线一起接通电源时，她说“看见”了周围的一切，有蓝色、红色、紫色和黄色……”。这种电子眼除了植入大脑视觉中枢的电极之外，还包括一台装在眼镜架上的微型摄像机。这摄下的图像输入大脑中的电极后，使用者就可以在脑中“看见”由数百个光点组成的画面。其最终目标是要研制出类似“大屏幕”的画面，以使盲人能够阅读或上街。预计这一目标将于90年代末实现。
对于帮助盲人受教育，曾设想过多种阅读机，但仍不很理想。前不久，日本一家公司研制成一种供盲人用的书刊阅读机。这种阅读机能自动翻转书页，并在页面上进行光扫描，提取字符，以供识别。识别出的字符经过转换，并结合与音调或语调有关的信息，用人工合成的声音输出。读完一页，机器能自动地翻转到下一页。阅读机能识别3000个字符，并能跳读非正文的地方(例如图表等)。通过阅读机面板上的操作按钮，可显示翻页动作、输出单元(词组、句子等)、速度和读法。该机读一页袖珍本日文约需25分钟。待样机改进后，阅读一页书刊，仅需3分钟。
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瘫痪病人站起来了
由于天灾(地震)、疾病(中风、儿麻后遗症)、外伤、战争等原因，造成了不能用后肢直立行走的数百万瘫痪病人，他们终日伴随着卧榻、拐杖、软椅，但他们时刻盼望着行走、工作、娱乐!这是数百万瘫痪病人的呼声，也是上千万病人亲属的期待。
能使瘫痪病人站起来的辅助装置，实在少之又少，研制难度也较大。目前，一些电刺激器已能获得较好的效果。最近美国一些研究人员把微电极直接植入周围神经附近的肌肉组织中，用电池作能源，把装有微处理机的刺激器系在腰带上，它能发出电流短脉冲并送至植入病人髋、股和小腿部位涂复聚四氟乙烯的不锈钢微电极上(32根头发丝那样粗细)。病人利用手中的开关可将刺激器调至专门的运动模式，例如站立、行走、上楼梯等。如果病人想朝前走一步，就用手指轻触“向前”的电键。于是刺激器发出一种时序精确的电信号使肌肉完成这一动作。
我国医务人员在这方面的研究和治疗也是卓有成效的，虽然电刺激器的结构无上述的那样复杂，但同样收到较好的疗效。例如上海第二医科大学附属第九人民医院以及第三军医大学野战外科研究所分别用他们研制的电刺激器和电子助行器，治疗几百例瘫痪病人，90%的病人得到不同程度的功能改善。例如一个31岁的女建筑工人，因工伤截瘫卧床7年，经电刺激器治疗49天，就能站立70分钟以上，借助轮椅可步行几十公尺，大小便失控也有好转。这不但使病人高兴，更使家属激动万分。她们对医务人员说“你们不只是使一个人能走路，当你们知道他们背后有3～5位的人得到解放时，你们就能体会到自己的工作多么有意义”。
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残疾病人的福音
对残疾病人来说，生活上和物质上的照顾与精神的安慰关心和同情，是必要的。但一个人的需要不仅是这些，失去工作，依靠别人照顾，不能解除精神上痛苦。自由和工作才是人生的最大乐趣。全世界都在注意，防止伤残，及时的治疗伤残，使不幸者减少到最低限度。
康复医学是一门新兴学科，党和政府十分重视，先后成立了“中国残疾人福利基金地”、“中国肢体伤残康复研究中心”、“中国康复医学研究会”。目前在我国已有相当数量的各种类型的疗养院和专科性的疗养院共一千余所，全部病床达10万余张。有的机构设备条件相当高级，设有医、护、理疗、体疗、针灸、推拿等专科设备，使一些病残者得到及时的治疗。
在积极开展对残疾病人治疗的同时，还要鼓励病人树立象张海迪那样严重的瘫痪病人，勇于向疾病拼搏，争作生活中的强者。并开展各项伤残者体育比赛运动和鼓励去奥运会参加比赛，这些都充分体现了整个社会对伤残病人的关怀。, http://www.100md.com
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医疗 清晨，当您漫步在北京长安街上，或是在上海外滩黄埔江边，或是在广州珠江畔，您定能见到许多白发苍苍的老人、中青年、妇女和孩童正在练拳、做操或嬉戏，形成一幅充满生气的动人画面，激励您更加向往新的生活。我们谁都喜爱这样一句话：祝您健康!但生活却不是尽善尽美的，千百万个残疾病人正在与自身的伤残顽强地斗争着，而更需要人们去关心，尽快地康复他们的躯体。
康复的原意是“恢复到原来的健康状态”。就是通过康复的手段，使伤残者或有慢性疾病的病人，在身体上、精神上、生活自理能力及就业能力上，能恢复到最大限度的可能。
现在医学界都公认现代医学有三个阶段：一是预防，二是诊治，三是康复。所以有人把康复医学称为第三医学。而现代康复医学成为独立的系统学科还只是近几十年的事情。本世纪初，尤其在二次世界大战后，为了使大批的伤员能较快地重返战斗岗位，在欧美各国，对康复事业做了大量的工作，积累了丰富的治疗经验。治疗需要各种仪器和器材，于是在康复医学中就不可能没有工程。
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据世界卫生组织(WHO)统计，全世界伤残病人共有5亿多，约占人中总数的10%，估计到本世纪末，将有6亿。而康复医学工程的范围很广，目前国外在法律上认为对失明、脑麻痹、截肢、癌手术后、聋、肺纤维囊性变、心脏病、截瘫、偏瘫、四肢瘫、精神病、多发性硬化、肌萎缩、中风、癫痫、脊髓损伤、肺功能不全等列为严重伤残病人，对这些病人都需要有康复工程的设施。先进的康复疗法及器材种类繁多，现就为数众多的截肢、聋哑、失明、截瘫康复治疗措施点滴介绍给大家。
手足断 尚可续
古人云：“衣服破尚可缝，手足断安可续?”今天，我们的回答是：手足断，尚可续，并早已成为事实。60年代初，上海市第六人民医院陈中伟等医生为完全离断上臂的病人王存柏接活了手，迄今连一般的县医院均能做断肢甚至断指再植手术。但过去由于战争、天灾(地震)、工业所造成数十万人的四肢伤残，就不能再把它接活了，就必须用假手、假腿来恢复部分病人的手足活动能力。
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为更好地为残疾人服务，目前全国民政系统有假肢厂40多家，年产假肢和矫形器10多万套；20多家轮椅生产厂家产轮椅10多万辆，30多家助行架生产厂家年产约40万件，全国生产残疾人用品的工厂约有100多家，产品100多种，总数量近百万件。各种假手、假腿应运而生。二自由度肌电假手是专门为前臂截肢者研制的一种外部动力功能手，它由大脑神经直接支配，以残肢的肌电力控制信号，送入电子线路，进行放大处理，控制微型电机和传动系统，推动手指和旋腕机构，按人的意志运动完成手指的开合和手腕旋转等动作。它与传统的机械假手相比，省去了繁琐的牵引线，多一个旋腕功能。具有真实感强，仿生性好，操作简单，穿脱方便等特点。佩带后，可以写字、吃饭、骑车、系鞋带等。手指能握一公斤重物，可提起十公斤重物，基本能满足截肢者的自理生活的需要。
三自由度肌电控制假手，又向前迈进了一步，前臂不但具有腕旋后和手指开合的功能，而且肘部尚有伸屈自由度，共6个动作，使用效果亦十分良好。
下肢假肢的设计和部件选择要达到的主要目的是体重能舒适地转移至假肢承窝，使对线稳定，并能模拟正常运动。根据截肢的高度有各种各样的假肢。
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随着科学技术的发展及康复医学工程的不断进步，一种完全能够耐高温或化学腐蚀的假手；能够在荒地或岩石上快跑的假腿，定能在不久的将来被截肢患者所利用。
复聪有术 聋人重回有声世界
据估计，世界上约有占总人口2%的人有不同程度的听力障碍。而全聋病人不能借助助听器来改善其听力。1957年就有人提出了用人工耳蜗使全聋病人重新听到声音的想法，经过不懈的努力，现已初见成效，使不少全聋人重新听到声音。
人工电子耳蜗的电极植入有多种方法，但都离不开电极要安置于听神经上。我国对人工电子耳蜗的研究，始于1978年。1980年首都医院在人体上植入人工耳蜗正式宣告成功。它是由无毒的硅橡胶作为微电极的绝缘物质，微电级用铂铱合金丝制成。它分单导和多导，植入电极数越多，承受的声音频率变化越灵敏，使患者越能听懂语言和较复杂的声音。目前，电极数已从单极发展到36根。声音换能器放在体外，大小如烟盒，便于携带。
, 百拇医药
最近国外研制成了一种电子仿生耳，这种电子耳装置有微型信息处理机，用以代替耳内已经失去作用的纤细毛细胞。它能把声波变为电信号送到大脑，接受来自耳内电话筒的声波，并通过和颅内小型插头相连的电极把电脉冲传到大脑，大脑再把脉冲转变成声波。这种电子仿生耳已使50万名耳聋患者恢复了听力。
据预测，60岁以上老年人需要助听器者约在13.9%至17.6%之间。助听器是一项综合性产品，它与声、电、医、化学等学科紧密相关。纵观其自诞生至今的一百多年的历史证明，它的发展一直是与其有关的科学和技术携手并进的。通过近几十年的不断研究、改进，各种各样的助听器应运而生。如耳背式、眼镜式、耳内式，不下数十种。其基本结构是相同的，均由传声器、放大器、振荡器和电源等组成。随着集成电路的应用，助听器逐渐趋向于微型化、轻量化、高保真化。
导盲和助读
为盲人重新获得视觉既是科学工作者面临的任务，也是人们普遍关注的问题。据估计，全世界盲人约2000余万人。目前，极大多数盲人的行动主要靠探路棒，盲人的教育和职业条件主要靠简单的触觉，这些只能给盲人极有限的帮助。
, http://www.100md.com
在真正的人工视觉问世之前，目前还只能以间接感觉补偿，流行的有声纳眼镜和激光手杖。声纳眼镜利用超声波回声原理，助视器为眼镜式，在鼻架上装有发射超声的换能器及两年接受回声的换能器，发射器的扫描频率为45～90千赫，成60度圆锥射波，有效范围为6米远，接受器在发射器的两侧。接受反射波后，转换成听频信号，分别在两侧产生音响效应。控制器由几伏电池供能，全机重量约250克左右。这种助视器的特点是能比较清楚地知道近处物体的硬度和外形，如树叶丛的回声感到是软绵的，而玻璃门的回声则是清脆的。但也有缺点，受到声波发射条件的限制，对于盲人脚前的东西越走近时越易忽略。
激光手杖是另一种助视器，由分别发射三束光的三段结构组成，一束向上反射头顶上的障碍物；一束向下报告地面高低和15厘米处凹处的情况，如上下楼梯、路边等。三束光回波以不同声调扬声，引起盲人警惕。激光手杖用低功率时间的6瓦砷化镓发射红外线，发射脉冲的持续时间为200毫秒，重复频率为每秒40次，接受器硅光电二极管，电源由反复充电的镍 镉电池供给。
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一种能使双目失明的患者改善视觉功能的新装置 电子眼，最近在美国研制成功。一位名叫海伦的42岁女患者接受试验后说，她不仅“看”到了一个色彩斑斓的世界，甚至还能辨认出部分字母。医生们小心翼翼地在患者的头后部切开一个2×5厘米的开口，在露出来的大脑视觉中枢皮下2毫米处植入38个微型电极，然后通过若干条极细的金线，将2毫安电流输入这些电极。这时，患者的面部立刻露出难以置信的惊喜表情：当只给一条金线接通电源时，她说“看到”了一种颜色；而当数条金线一起接通电源时，她说“看见”了周围的一切，有蓝色、红色、紫色和黄色……”。这种电子眼除了植入大脑视觉中枢的电极之外，还包括一台装在眼镜架上的微型摄像机。这摄下的图像输入大脑中的电极后，使用者就可以在脑中“看见”由数百个光点组成的画面。其最终目标是要研制出类似“大屏幕”的画面，以使盲人能够阅读或上街。预计这一目标将于90年代末实现。
对于帮助盲人受教育，曾设想过多种阅读机，但仍不很理想。前不久，日本一家公司研制成一种供盲人用的书刊阅读机。这种阅读机能自动翻转书页，并在页面上进行光扫描，提取字符，以供识别。识别出的字符经过转换，并结合与音调或语调有关的信息，用人工合成的声音输出。读完一页，机器能自动地翻转到下一页。阅读机能识别3000个字符，并能跳读非正文的地方(例如图表等)。通过阅读机面板上的操作按钮，可显示翻页动作、输出单元(词组、句子等)、速度和读法。该机读一页袖珍本日文约需25分钟。待样机改进后，阅读一页书刊，仅需3分钟。
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瘫痪病人站起来了
由于天灾(地震)、疾病(中风、儿麻后遗症)、外伤、战争等原因，造成了不能用后肢直立行走的数百万瘫痪病人，他们终日伴随着卧榻、拐杖、软椅，但他们时刻盼望着行走、工作、娱乐!这是数百万瘫痪病人的呼声，也是上千万病人亲属的期待。
能使瘫痪病人站起来的辅助装置，实在少之又少，研制难度也较大。目前，一些电刺激器已能获得较好的效果。最近美国一些研究人员把微电极直接植入周围神经附近的肌肉组织中，用电池作能源，把装有微处理机的刺激器系在腰带上，它能发出电流短脉冲并送至植入病人髋、股和小腿部位涂复聚四氟乙烯的不锈钢微电极上(32根头发丝那样粗细)。病人利用手中的开关可将刺激器调至专门的运动模式，例如站立、行走、上楼梯等。如果病人想朝前走一步，就用手指轻触“向前”的电键。于是刺激器发出一种时序精确的电信号使肌肉完成这一动作。
我国医务人员在这方面的研究和治疗也是卓有成效的，虽然电刺激器的结构无上述的那样复杂，但同样收到较好的疗效。例如上海第二医科大学附属第九人民医院以及第三军医大学野战外科研究所分别用他们研制的电刺激器和电子助行器，治疗几百例瘫痪病人，90%的病人得到不同程度的功能改善。例如一个31岁的女建筑工人，因工伤截瘫卧床7年，经电刺激器治疗49天，就能站立70分钟以上，借助轮椅可步行几十公尺，大小便失控也有好转。这不但使病人高兴，更使家属激动万分。她们对医务人员说“你们不只是使一个人能走路，当你们知道他们背后有3～5位的人得到解放时，你们就能体会到自己的工作多么有意义”。
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对残疾病人来说，生活上和物质上的照顾与精神的安慰关心和同情，是必要的。但一个人的需要不仅是这些，失去工作，依靠别人照顾，不能解除精神上痛苦。自由和工作才是人生的最大乐趣。全世界都在注意，防止伤残，及时的治疗伤残，使不幸者减少到最低限度。
康复医学是一门新兴学科，党和政府十分重视，先后成立了“中国残疾人福利基金地”、“中国肢体伤残康复研究中心”、“中国康复医学研究会”。目前在我国已有相当数量的各种类型的疗养院和专科性的疗养院共一千余所，全部病床达10万余张。有的机构设备条件相当高级，设有医、护、理疗、体疗、针灸、推拿等专科设备，使一些病残者得到及时的治疗。
在积极开展对残疾病人治疗的同时，还要鼓励病人树立象张海迪那样严重的瘫痪病人，勇于向疾病拼搏，争作生活中的强者。并开展各项伤残者体育比赛运动和鼓励去奥运会参加比赛，这些都充分体现了整个社会对伤残病人的关怀。, http://www.100md.com