矯形器生物力學(xué)

1、矯形器技術(shù)教研室矯形器技術(shù)教研室熊寶林熊寶林矯形器生物力學(xué)第一章 概述一、課程介紹二、生物力學(xué)的概念三、矯形器的概念四、矯形器的分類五、矯形器的發(fā)展現(xiàn)狀一、課程介紹 課程學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí) 課程性質(zhì)為考試課 課程主要參考書：肌肉骨骼系統(tǒng)基礎(chǔ)生物力學(xué)第3版 原著：Margaret Nordin Victor H.Frankle.主譯：鄺適存 郭霞 課程所需要的基礎(chǔ)知識(shí)：解剖學(xué)，力學(xué)，生理學(xué)1、教學(xué)目標(biāo)了解矯形器和生物力學(xué)的發(fā)展歷史、矯形器處方的概念及技術(shù)表格的基本內(nèi)容。掌握矯形器的定義、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分類和功能作用。掌握矯形器的基礎(chǔ)生物力學(xué)原理，相關(guān)術(shù)語(yǔ)與含義。掌握下肢不同部位常見疾病及畸形的矯形器的設(shè)

2、計(jì)方法。掌握上肢不同部位常見疾病及畸形的矯形器的設(shè)計(jì)方法； 掌握足部不同部位常見疾病及畸形的矯形器的設(shè)計(jì)方法。掌握脊柱不同部位常見疾病及畸形的矯形器的設(shè)計(jì)方法。了解矯形器生物力學(xué)分析系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。能夠運(yùn)用人體生物力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和矯形器生物力學(xué)原理，分析不同部位疾病及畸形的矯正目的和矯形器功能要求； 能夠結(jié)合矯形器的定義與分類、零部件的功能作用和矯形器的功能要求，確定不同部位疾病及畸形的矯形器設(shè)計(jì)方法；能夠初步使用生物力學(xué)分析系統(tǒng)，采集人體運(yùn)動(dòng)信息，對(duì)人體功能進(jìn)行分析；能夠初步使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)矯形器進(jìn)行設(shè)計(jì)。能遵守課堂紀(jì)律；能按時(shí)完成作業(yè)；能積極參與討論；能遵守操作規(guī)程。知識(shí)

3、目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)能力目標(biāo)態(tài)度目標(biāo)態(tài)度目標(biāo)2、教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目項(xiàng)目?jī)?nèi)容內(nèi)容下肢矯形器的設(shè)計(jì)1. 身體狀態(tài)不良平衡性差老年人2. 馬蹄內(nèi)翻足患者3. 膝內(nèi)外翻患者4. 兒麻患者上肢矯形器的設(shè)計(jì)1. 橈神經(jīng)損傷患者2. 橈骨近端骨折患者；3. 肩關(guān)節(jié)脫位患者4. 尺神經(jīng)損傷患者足部矯形器的設(shè)計(jì)1. 跖骨痛患者2. 扁平足患者3. 嚴(yán)重足部畸形患者脊柱矯形器的設(shè)計(jì)1. 斜頸患者2. 腰椎前凸患者3. 側(cè)彎患者項(xiàng)目項(xiàng)目?jī)?nèi)容內(nèi)容視頻步態(tài)分析步態(tài)分析設(shè)備、操作、基本分析足底壓力分析足底壓力設(shè)備、操作、基本分析肌電分析人體表面肌電設(shè)備、操作、基本分析脊柱運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集脊柱光柵運(yùn)動(dòng)檢測(cè)原理、設(shè)備、操作、基本分析4

4、 4項(xiàng)理論體系項(xiàng)理論體系4 4項(xiàng)實(shí)踐操作項(xiàng)實(shí)踐操作綜合能力：矯形器處方3、考核方式6理論考試70%實(shí)踐10%平時(shí)20%7為后續(xù)的專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)奠定重要基礎(chǔ)為后續(xù)的專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)奠定重要基礎(chǔ)掌握與掌握與熟悉人體肢體運(yùn)動(dòng)基本原理熟悉人體肢體運(yùn)動(dòng)基本原理分析運(yùn)動(dòng)功能障礙產(chǎn)生原因分析運(yùn)動(dòng)功能障礙產(chǎn)生原因 選擇與制定合理選擇與制定合理的矯形器治療方案的矯形器治療方案闡述矯形器設(shè)計(jì)力學(xué)原理闡述矯形器設(shè)計(jì)力學(xué)原理 矯形器生物力學(xué)矯形器生物力學(xué)4、課程意義二、生物力學(xué)一）生物力學(xué)含義1.1、生物力學(xué)研究對(duì)象l 生物學(xué)是研究生命的生長(zhǎng)與衰亡的科學(xué)。l 力學(xué)是研究物體變形和運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。u 生物力學(xué)生物力學(xué)

5、是應(yīng)用力學(xué)原理和方法對(duì)生物體中的力學(xué)問題定量研究的生物物理學(xué)分支。u應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)理論分析生物和生理體系。應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)理論分析生物和生理體系。二、生物力學(xué)二）、生物力學(xué)的力學(xué)系統(tǒng)1. 靜力學(xué)：用于分析肌肉骨骼系統(tǒng)中關(guān)節(jié)和肌肉的受力大小和性質(zhì)。二、生物力學(xué)二）、生物力學(xué)的力學(xué)系統(tǒng)2.動(dòng)力學(xué)：用于動(dòng)作描述，步態(tài)分析及分段運(yùn)動(dòng)分析。二、生物力學(xué)二）、生物力學(xué)的力學(xué)系統(tǒng)3.流體力學(xué)：應(yīng)用于研究循環(huán)系統(tǒng)的血流、肺內(nèi)的氣體流動(dòng)以及關(guān)節(jié)內(nèi)的潤(rùn)滑。三）生物力學(xué)的研究方法 用解剖學(xué)的方法確定所研究的對(duì)象結(jié)構(gòu)的幾何特征。 用材料力學(xué)的宏觀和微觀的方法，確定所研究對(duì)象的力學(xué)特性，給定本構(gòu)關(guān)系。 根據(jù)器官和系統(tǒng)的工作情

6、況，建立合理的力學(xué)模型，推導(dǎo)相應(yīng)的方程。 給出方程的解析解或者數(shù)值解。 建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，做生理實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)室的在體或離體實(shí)驗(yàn)。 反復(fù)對(duì)比修正，以期獲得臨床應(yīng)用價(jià)值。二、生物力學(xué)二、生物力學(xué)四）生物力學(xué)的發(fā)展（骨骼、肌肉方面） J.Wolff于1884年提出了一個(gè)重要假說(shuō)：骨在需要的地方生長(zhǎng)，不需要的地方就吸收。 Cowin在1979至1985年先后提出了骨重建的Wolff定律的數(shù)學(xué)描述，其基本思路是：骨細(xì)胞的活性與它所受的應(yīng)變有關(guān)。 Lanyon在1984年用實(shí)驗(yàn)方法給出了骨的應(yīng)變與骨重建間的量化關(guān)系：當(dāng)應(yīng)變小于0.001時(shí)，骨吸收發(fā)生；當(dāng)應(yīng)變大于0.003時(shí)，骨沉積發(fā)生。 Carter等在

7、1988年用有限元方法，給出了拉、壓應(yīng)力與剪切力的匹配對(duì)骨、軟骨的生長(zhǎng)的影響。什么是矯形器幾個(gè)熟悉的概念： （骨折）打石膏、夾板、腰圍矯形器是： 一種機(jī)械裝置； 用于體外并從體外對(duì)人體作用力； 用于運(yùn)動(dòng)功能障礙的治療與康復(fù)； 用于改變神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)的功能；三、矯形器的概念一）矯形器發(fā)展歷史 Hippocrates（370/AD）：應(yīng)用木材、皮革和金屬行超關(guān)節(jié)固定骨折的原則 歐洲（18th）：大量精巧的夾板、支具應(yīng)用 中國(guó)（明代）：木制腰圍也開始應(yīng)用 美國(guó)（1960）：矯形器術(shù)語(yǔ)l上個(gè)世紀(jì)三十年代北京協(xié)和醫(yī)院初建骨科時(shí)已設(shè)立了假肢支具室l這是已故北京積水潭醫(yī)院院長(zhǎng)孟繼懋教授留下的照片三、矯形器

8、的概念一）矯形器發(fā)展歷史六十年前北京協(xié)和醫(yī)院骨科假肢支具室裝配的頸部矯形器三、矯形器的概念一）矯形器發(fā)展歷史三、矯形器的概念二）矯形器的定義 矯形器（Orthosis）又稱支具（ Brace）、夾板（ SPlint）、矯形裝置（ Orthopedic device）等 用于人體四肢、軀干等部位，通過力的作用以預(yù)防、矯正畸形，治療骨骼、關(guān)節(jié)、肌肉和神經(jīng)疾患并補(bǔ)償其功能的機(jī)械。p1950年開始使用于美國(guó)。四、矯形器的分類1. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分類2. 生物力學(xué)功能分類3. 材料分類4. 治療疾病分類5. 人名地名分類6. 按照產(chǎn)品狀態(tài)分類4.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分類4.1.1下肢矯形器1992年ISO公布了殘疾人輔

9、助器具分類ISO9999 1992系列化矯形器術(shù)語(yǔ)。中國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局 1993年發(fā)布了假肢 -矯形器術(shù)語(yǔ)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB /T14191。 2004年頒布了殘疾人技術(shù)輔助用具分類和假 肢 -矯形器技術(shù) 詞匯標(biāo)準(zhǔn) (GB /T16432 - 2004/ISO9999 2002)Foot Orthoses Insole, balancing foot discrepancies InsoleCarbon fibre insole Silicone toe orthosis AnkleFoot Orthoses Dafo, Submalleolar Dynamic AFO with Fre

10、e Ankle Joint SAFO Knee orthoses Hamstring Stretching Brace Swedish knee cage KneeFnkleFoot Orthoses Unilateral Ferrari-KAFO Long Lightweight Leg Brace KAFO Standing Brace HiP orthoses SWASH Brace Rotation Sling Abduction Brace HiPKneeAnkleFoot Orthoses RGO Standing Brace 4.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分類4.1.2上肢矯形器4.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分

11、類4.1.3脊柱矯形器脊柱矯形器示意圖Sacroiliac orthoses lumhosacral orthoses thoracolumhosacral orthoses cervical orthoses CO cervicalthoracic orthoses cervicalthoracolumbosacral orihoses 4.2生物力學(xué)分類 固定矯形器：假關(guān)節(jié)、關(guān)節(jié)的不穩(wěn)定、關(guān)節(jié)病、上下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的麻痹、先天、后天骨骼 的 畸形 矯正矯形器：足部各種畸形、膝內(nèi)、外翻、屈曲攣縮。 免荷矯形器：關(guān)節(jié)疾病、骨病、骨折、假關(guān)節(jié)。 長(zhǎng)度代償矯形器：補(bǔ)長(zhǎng)、補(bǔ)寬及體積平衡。4.3材料分類

12、金屬支條矯形器 塑料矯形器 皮制矯形器 布制矯形器 碳纖樹脂矯形器4.4治療疾病分類 兒麻矯形器 馬蹄內(nèi)翻足矯形器 脊柱側(cè)彎矯形器 骨折治療矯形器 髖脫位矯形器 X、O型腿矯形器4.5人名地名分類 色努式脊柱矯形器 Stagenara脊柱矯形器 OMC脊柱矯形器 密爾沃基脊柱矯形器 費(fèi)城頸托 貝克矯形器 丹尼斯布朗足板 成品矯形器：預(yù)先按照肢體形狀、尺寸制作好的成品矯形器 訂配成品矯形器：高溫塑料板制成，可局部修改變形 訂制矯形器：4.6按產(chǎn)品狀態(tài)測(cè)量訂制模塑訂制訂制Q 膝踝足矯形器 波士頓矯形器 補(bǔ)高矯形器 碳纖矯形器 腦癱矯形器 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 人名、地名 功能 材料 治療疾病 國(guó)外基本狀況 國(guó)

13、內(nèi)基本狀況 國(guó)內(nèi)行業(yè)組成 康復(fù)小組 問題與解決辦法五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀一）國(guó)外矯形器基本狀況一）國(guó)外矯形器基本狀況 二次大戰(zhàn)以后國(guó)際上由于創(chuàng)傷創(chuàng)傷外科、矯形矯形外科、肢體殘疾康復(fù)醫(yī)學(xué)事業(yè)，以及社會(huì)保障、殘疾人慈善事業(yè)的發(fā)展，對(duì)矯形器裝配提出了巨大的需求。2006年月世界衛(wèi)生組織報(bào)告： 美國(guó)使用矯形器和假肢的總?cè)藬?shù)為460460萬(wàn)萬(wàn)，占總?cè)丝?.6%。460萬(wàn)人中殘疾人大約占20%，460萬(wàn)人中使用假肢者4.3%，使用下肢矯形器者占41.7%41.7%。二）我國(guó)矯形器發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)1.1.起步階段：起步階段：19351935年年-1958-1958年年在北京、上海等大城市，英美等國(guó)

14、開辦的醫(yī)院里成立了假肢支具室，解放戰(zhàn)爭(zhēng)期間，人民政府為了適應(yīng)革命殘廢軍人的需要，先后在華北、東北、華東解放區(qū)建立了假肢廠。其中，第一所公立假肢廠于1945年由晉察冀邊區(qū)政府在張家口建立。2.2.推廣階段：推廣階段：19581958年年-1979-1979年年在解放區(qū)公辦的假肢廠先后遷入大城市，擴(kuò)大規(guī)模，同時(shí)，也對(duì)一些私營(yíng)假肢作坊進(jìn)行了改造、合并，各大區(qū)陸續(xù)建立了國(guó)營(yíng)的假肢廠3.3.規(guī)范階段：規(guī)范階段：19791979年年- -至今至今民政部于 1979年成立了北京假肢 -矯形器學(xué)研究所1986年在民政部的指導(dǎo)下成立了中國(guó)假肢矯形器協(xié)會(huì) (CPOA)1987年，民政部在武漢成立假肢技工學(xué)校，招生

15、假肢廠在職工人，學(xué)制2年1994年中華人民共和國(guó)政府與德國(guó)政府共建了中國(guó)假肢矯形器技術(shù)學(xué)校 (CHICOT)2003年首都醫(yī)科大學(xué)和CHICOT聯(lián)合教學(xué)的第一屆假肢矯形專業(yè)本科班招生。五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀假肢矯形器行業(yè)民政部假肢廠國(guó)康中殘聯(lián)各地殘聯(lián)中康衛(wèi)生系統(tǒng)醫(yī)院支具室康復(fù)醫(yī)院外資企業(yè)奧托博克寶泰歐德林私人企業(yè)瑞哈國(guó)際艾格美格林彩虹環(huán)球精博全國(guó)各類假肢矯形器機(jī)構(gòu)有近800 多家，其中有：民政部門直屬的假肢廠(中心)、假肢裝配站；衛(wèi)生、殘聯(lián)系統(tǒng)；廠礦企業(yè)和社會(huì)機(jī)構(gòu)的假肢裝配站；民營(yíng)、個(gè)體、合資及外商獨(dú)資假肢企業(yè)。日本早在八十年代假肢矯形器裝配機(jī)構(gòu)就有500多家德國(guó)在東西德合并之前，僅西德就有130

16、0家裝配機(jī)構(gòu)，從業(yè)人員達(dá)1萬(wàn)多二）我國(guó)矯形器發(fā)展現(xiàn)狀需求 2006年第二次全國(guó)殘疾人抽樣調(diào)查，全國(guó)各類殘疾人總數(shù)8296萬(wàn)人，肢體殘疾占2412萬(wàn)人，占29.07% 1995年香港“關(guān)懷行動(dòng)”在山西省檢查了875例肢殘人，為209人做了手術(shù)，為253人裝配了矯形器，矯形器需要率28.9%28.9%。問題：按照全國(guó)第二次全國(guó)殘疾人抽樣調(diào)查人數(shù)和矯形器估問題：按照全國(guó)第二次全國(guó)殘疾人抽樣調(diào)查人數(shù)和矯形器估算需求率，求矯形器的需求數(shù)量是多少？算需求率，求矯形器的需求數(shù)量是多少？五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀二）我國(guó)矯形器發(fā)展現(xiàn)狀需求全國(guó)約800多家各類假肢矯形器生產(chǎn)裝配機(jī)構(gòu)，主要產(chǎn)品的年產(chǎn)量為：矯形器(矯形鞋)

17、約為23萬(wàn)件，按產(chǎn)品的平均壽命為3年計(jì)算，相當(dāng)于只有69萬(wàn)具矯形器(矯形鞋)在使用中，這只能滿足多少萬(wàn)多少萬(wàn)有配置假肢和矯形器等輔助器具需求者的百分之幾百分之幾，尚有百分之多少百分之多少需求者未能如愿？如果每人需要1件矯形器, 1名矯形器技術(shù)人員 1年可以裝配 240件矯形器計(jì)算, 我們需要多少名多少名矯形器裝配技術(shù)人員。五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀二）我國(guó)矯形器發(fā)展現(xiàn)狀需求中殘聯(lián)“十一五”殘疾人輔助器具發(fā)展規(guī)劃中需要量的估計(jì)殘疾人6000萬(wàn)人 老人13000萬(wàn)人，2010年將增至2億 初步滿足需求：城市不足20%，農(nóng)村不足10% 估計(jì)需要輔助器具約6000萬(wàn)人。每人兩件為1.21.2

18、億件億件。三）康復(fù)小組 Rehabilitation 恢復(fù)健康，使患者重返社會(huì)。外科醫(yī)生Orthopedist護(hù)士Nurse體療師理療師矯形器師 Orothist作業(yè)治療師臨床康復(fù)醫(yī)生社會(huì)工作者神經(jīng)科醫(yī)生物理治療師 Physical Therapist脊椎按摩師 Chiropractor五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀外科醫(yī)生假肢矯形技術(shù)人員護(hù)士體療師作業(yè)治療師社會(huì)工作者截肢患者心理醫(yī)生全面康復(fù)：醫(yī)學(xué)康復(fù)、工程康復(fù)、心理康復(fù)、社會(huì)康復(fù)、職業(yè)康復(fù)。全面康復(fù)：醫(yī)學(xué)康復(fù)、工程康復(fù)、心理康復(fù)、社會(huì)康復(fù)、職業(yè)康復(fù)。理療師一）當(dāng)前矯形器應(yīng)用中突出的問題 缺乏規(guī)范化的處方制度、適合性檢驗(yàn)制度、規(guī)范化的矯形器治療隨訪、效果的評(píng)價(jià)制度。 讓患者、殘疾人及其家屬清楚地了解矯形器治療的目的、重要性、使用方法、注意事項(xiàng)、可能出現(xiàn)的問題不夠。 矯形器制作師理解并正確應(yīng)用矯形器生物力學(xué)原理矯形器生物力學(xué)原理、制作流程、治療效果。五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀五、矯形器發(fā)展現(xiàn)狀二）努力探索解決方法 翻譯、學(xué)習(xí)、整理發(fā)達(dá)國(guó)家的相關(guān)制度、政策、方法，供法規(guī)建設(shè)參考和供政府相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)決策參考。 面對(duì)困難群體和基層，轉(zhuǎn)變觀念，以人為本，探索社區(qū)殘疾人輔具服務(wù)的方法、流程。 關(guān)注社會(huì)宣傳和人才隊(duì)伍建設(shè)和相關(guān)專業(yè)人員假肢矯形器殘疾人輔具、輔