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高科技带来高质量生活

供稿:福尔哈贝传动技术(太仓)有限公司 2019/7/29 17:04:46

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  • 关键词: 医疗 Faulhaber 微电机 假肢
  • 摘要:随着医疗技术的发展,假肢技术已越来越先进,它不仅能使截肢者恢复一定的生活自理和工作能力,甚至越来越逼真自然。这也减轻了因疾病、交通事故、工伤事故、运动创伤等原因导致截肢的患者的痛苦。

随着医疗技术的发展,假肢技术已越来越先进,它不仅能使截肢者恢复一定的生活自理和工作能力,甚至越来越逼真自然。这也减轻了因疾病、交通事故、工伤事故、运动创伤等原因导致截肢的患者的痛苦。

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假肢经历了从木质到高科技先进材料制造工艺的演变进程,但之前它们只能被动地工作,在运动时也不能改变功能。

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如今,人们研发了一种新的解决方案,它以微处理控制假肢为中心,可以自动反应,并能根据当前环境及时调整适应,和自然的四肢越来越逼真。

 

这得益于其中采用的Faulhaber微电机,其质量很小,结合了智能控制技术,病人在使用过程能和真实的四肢一样移动。这种技术在安全可舒适性上给了病人最大的享受。

 

但是,在研发中有一个严峻的问题,假肢是一种十分复杂的,需要个性化调整的医疗仪器,而其技术元件只能通过较为经济的手段来实现批量生产。

 

因此,维也纳的假肢专家Otto Bock致力于以全球批量生产为目标来生产一种新的性能表现更优的假肢。

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这种假肢必须建立在可靠稳定的机械电气反应上,同时还需与病人良好互动。为了满足这些需求,这位假肢专家与Faulhaber微电机专家取得了联系。

 

Faulhaber在微电机方面拥有丰富经验,可为客户提供可靠稳定且适配性强的高科技Bock假肢解决方案。

 

 追随自然真实

 

每个假肢在出厂后都会被骨科专家安装适配到每个用户身上,这已经是高质量假肢的标准化程序了。

 

而假肢专家Otto Bock研发的这个假肢与其他假肢不同的是,其特有的机电系统能使假肢适应每个人的走路习惯,随之用户会产生一种非常自然的感觉。

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行走并不是简单的迈步,因此,简单的在一条木质假肢上加装一个膝关节装置是不起作用的。真实自然的步伐是利用神经和肌肉来减震并达到移动四肢的目的。因此,人类不管在什么条件下都可以行走、奔跑、骑自行车或者站立。这些过程都是潜意识的,有时候只是快速的条件反射。

 

若要模拟这种自然减震的方法,则需对假肢的机械和电气方面进行大量研究。得益于现代高功率微处理器,微型精密传感器以及微电机,现在的技术已经可实现令人满意的结果。

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现在,紧凑型假肢技术可以快慢自如地行走,奔跑、爬坡或者骑自行车也都不需要额外关注自己的四肢在干什么。

 

另外,膝关节也可以迅速地跳帧速度和表面条件,以确保使用的安全性。就算被绊倒,实时电子监控系统也会可靠的防止假肢失稳。

 

从长远角度来看,假肢有能力充当用户健康保安的作用,它能防止其他关节过度磨损,或因不良姿势造成其他问题,同时还能防止对健康四肢的过分使用。

  

实用的解决方案

  

目前,专家已通过假肢的高度准确和细微的运动方式来模拟自然四肢的每个步伐。

 

为确保这种自然的行走方式能真正用于病人的日常生活,专家们还采用了高度敏感的传感器来提供准确的状态和压力报告,报告频率达每秒50次。膝关节传感器可提供用于动态控制的信息,而小腿负载传感器则可以测量脚跟和前脚掌受到的压力。

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最后,专家们使用高效的处理器对这些结果进行计算分析,并将结果转换成指令发送至减震机械单元。事实证明,液压减震的效果十分好,它能快速准确地执行减震值。

 

假体专家还利用成熟的技术将电子元件和减震机制进行对接:便于控制微型直流电机。这些微电机,配有贵金属刷,在超薄的设计组合中具有优异表现。它还解决了锂电池电量有限的问题,该高效电机可以使得假体在不充电的情况下工作两天。

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在当前的例子中, 10毫米的高性能电机通过摩擦齿轮在行星集中工作,这能调整实际的减震阀。病人每跨一步,减震将从最高水平调节至几乎为零,然后再返回。

 

无与伦比的耐久性

 

专家们还要求所有的组件必须经得起岁月的连续考验,这对于Faulhaber直流电机内的贵金属来说,简直就是小菜一碟。

 

这款假肢已全部采用Faulhaber的电机,能承受零下15到65摄氏度的温度范围,还可在所有气候条件下正常使用,从干到湿,从盐分偏高的空气到干燥的沙漠。鉴于这一点,所有相关组件都必须是密封的,并设有额外的外壳。

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尽管这款假肢与所有的医疗器械一样使用了坚固的密封元件,但专家们也需考虑所有可能造成失效的可能性,例如电池耗尽。在这种情况下,假体将自动提供最大减震,实际上类似木腿,从而提供最大的安全性。使用者还是能继续行走,尽管舒适度水平较低。

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减震拥有各级设置,已认证的整形外科技术人员可使用C-Soft软件对其进行单独设置。用户还能在两个设置中任选其一,例如用于优化行走或骑自行车。前者会采用积极的减震设置,以便用户轻松地站立行走。当用户要骑自行车时,这个功能就会关闭。该假肢也可用于滑冰、越野滑雪或其他活动。

 

现代电子与高性能电机相结合为假肢界的发展提供了巨大作用。动力马达、实时电子和高分辨率传感器都使得假肢的舒适性大大提高。

审核编辑(王静)
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