刀锋战士假肢 [假肢专利成就“刀锋战士”]

　　“两个奥运，同样精彩”。在经历了奥运会的激情澎湃之后，残奥会又为我们奉献了另一种精彩。南非“刀锋战士”、非洲“美人鱼”带给人们感动，更留下了精彩。然而。这种精彩的呈现与其背后的高科技是密不可分的。
　　全球约1／4的家庭拥有残疾人；残疾人总数占全球总人口约10％～12％。各种残疾中，肢体残疾所占比例最高，全球肢体残疾总人数已接近2亿。目前，帮助大批肢体残疾人士恢复部分或者全部肢体机能的技术路线主要有3种。
　　其一，脑电极技术，即将电极植入负责特定功能的大脑区域，用外部电流和运动指令控制神经受损的肢体自由活动。其二，运动夹克技术，即在肢体外侧安装运动夹克，使神经受损或者肌肉萎缩的肢体在夹克带动下自由活动。其三，假肢技术，包括仿生学假肢、机械假肢、电子假肢、装饰性假肢等，即在残损的肢体部位安装人造肢体，从而产生运动、负重、美观等效果。
　　这3种技术中，假肢技术的应用最为广泛。有些假肢甚至取得了惊人的使用效果。例如，在北京残奥会上，南非“无腿飞人”奥斯卡・皮斯托瑞斯参加了T44级别比赛，包揽了100米、200米、400米3项金牌。其中，100米短跑成绩是11秒17，仅比北京奥运会百米飞人博尔特的9秒69慢了1秒08。帮“无腿飞人”再次演绎“刀锋战士”风采的还是那副像刀锋一样轻便、强韧的高科技碳纤维假腿。这是印度产的一种假肢，售价约20万元。得益于电子、医疗技术的崛起，印度假肢产品已风靡世界。例如，仅在2005年，中东、非洲一些国家从印度进口的假肢就约25亿美元。2009年，印度假肢的出口收入有望超过75亿美元。
　　除了印度，中国、美国、欧洲各国、日本也聚集了一大批假肢研制、生产企业。尤其是中国，由于残疾人数量庞大，假肢的需求量数以百万计，市场潜力最大，假肢从业企业较多。例如，2006年，我国肢体残疾人总数约2 412万，占我国残疾人总数约29.07％。这些肢体残疾人士中，数百万人有假肢购买需求。为了挖掘假肢市场，我国进入假肢行业的制造公司数以百计。其技术正在迎头赶上，可望在未来几年把国内假肢市场做大。上海、北京等地企业生产的肌电假手、下肢假肢配件等已经开始批量出口。不过，在全球数百亿美元的假肢市场上，我国所占的份额还很小。国内产品的总体技术水平也不高。
　　目前，在国外，部署假肢核心技术专利的主要是欧、美，日、韩、印度等国家和地区的企业。除了覆盖各种假肢工业标准，国外假肢专利还覆盖了假肢材料、配件、制造、应用等各个技术领域。例如，美国专利文献覆盖了假肢材料和部件、减震器，插座、真空泵、连接方法、制造方法、使用方法等主要技术领域。
　　第一，假肢产品。例如，US6241775、US5972035号文献涉及一种特定规格的假肢US6752835号文献涉及一种四轴连接假肢结构：US6508843号文献涉及一种连接膝关节的假肢US6508842号文献涉及一种假肢插座US5800567号文献涉及一种机制膝关节的假肢US5899943号文献涉及一种假肢，包括膝关节：US6280404号文献涉及一种假肢联合装置；US51 33775号文献涉及一种包括稳定装置的假肢；USD325084号文献涉及一种假肢；US5071114号文献涉及一种假肢仪器US4463459号文献涉及一种骨骼假肢；US4459709号文献涉及一种新型假肢US4608054号文献涉及一种连接毗邻残肢的可调假肢；US5314499号文献涉及一种包括踝关节及足部的假肢。
　　第二，插座和控制装置。例如，U$6726726、US20040181290、US2001 0005798号文献涉及一种在假肢中用的真空仪器和控制肢体残余部位的方法；US20020091449号文献涉及一种假肢真空泵的板、插座附件： US200400981 36号文献涉及一种假肢插座附件，US4307056号文献涉及一种假肢插座的制作方法：US5246464号文献涉及一种假肢与解剖配置插座：US5376131号文献涉及一种用于假肢的吸力插座，US20020173856，US20020040248号文献涉及一种假肢控制垫；US6936073、US6923834号文献涉及一种假肢插座控制垫；US6077300号文献涉及一种假肢和解剖配置插座US5888231号文献涉及一种自定义铸模班轮假肢插座。
　　第三，真空泵和减震器。例如，US6974484、US2001 0016781、US20050131549号文献涉及一种用于假肢的渗透膜和真空系统；US6761742，US6645253、US6554868号文献涉及一种用于假肢的真空泵和减震器；US20030191539、US20020087215号文献涉及一种用于假肢的真空泵和减震器；US20070213839、US20060212128号文献涉及一种假肢装配有微处理器控制的真空泵：US6926742号文献涉及一种假肢真空泵的板、插座附件。
　　第四，方法发明。例如，US4397048号文献涉及一种增强塑料假肢的组成部分、编制原则和方法；US4923476号文献涉及一种假肢制造的对准装置和方法：US5658353号文献涉及一种穿上或落下假肢的方法US4221007号文献涉及一种一种稳定的假肢拟合方法；US4312080号文献涉及一种假肢的模块化膝关节整理座和整理方法；US5480683号文献涉及一种在海洋环境中工作的假肢关节及设备及其应用，该设备使用过程中可以减少假肢金属部分、有机聚合物或共聚物为基础的组成部分之间的磨损。
　　第五，安装技术、联动装置、附载产品等。例如，US5904722号文献涉及一种假肢插座与机械联锁；US5888237号文献涉及一种假肢气缸装置：US5139523号文献涉及一种假肢的插座仪器：US5372574号文献涉及一种假肢联合装置；US20060151244号文献涉及一种带有假肢装配结构的便携式吊床；US20050027371号文献涉及一种假肢与在它的相对位置可调的上肢、下肢部分；US5593454号文献涉及一种假肢安装仪器；US4634446号文献涉及一种以残端截肢肢体的假肢安装装置。
　　国内公开的假肢专利文献中，有100多篇来自清华大学、上海交大、上海理工大学等研究机构。相对于大量个人申请，国内企业的申请数量不多。国外企业申请方面，沃尔德马连接两合公司、奥托伯克矫形外科工业产业管理两合公司、奥托・博克保健IP两合公司等企业的申请量较大。我国公开的假肢专利文献主要分布在如下领域。
　　第一，制作方法与工艺。例如，03118895.8号文献涉及一种硅胶内衬 套假肢及制作方法。它包括硅胶、腈纶、正硅酸乙酯、二环乙酯。主要步骤有：将PVA薄膜套分内、外两层焊在制作好的石膏阳型上，并将内、外PVA薄膜套抽成负压真空，再将搅拌均匀的注入内，外两层PVA薄膜套之间，浇注完后，用线扎好残肢末端的PVA薄膜套，加热到10～40度，直到浇注材料固化，除去石膏，修剪口型轮廓，得到硅胶内衬套假肢。再如，02149089.9号文献涉及一种骨植入式假肢及其安装方法。此外，01126447.0号文献涉及一种人工残肢骨端及其制造和安装方法。
　　第二，假肢产品。例如，00103491.X号文献涉及一种普及型小腿假肢。再如，94118709.8号文献涉及一种假肢关节。此外，200610017720.4号文献涉及一种脚脖可活动的假肢。该假肢包括肢杆和脚体，在肢杆与脚体之间还安装了一个活动机构，活动机构将肢杆和脚体连在一起；在肢杆与脚体之间固定有拉带，制成脚脖可活动的假肢。
　　第三，材料发明。例如，92101222.5号文献涉及一种假肢体锌铝合金材料。再如，01114274.X号文献涉及一种自防粘低温热塑材料。它可代替石膏绷带及用于医用夹板矫形及假肢材料、运动和康复护具等。此外，03145168.3号文献涉及一种水凝胶复合绝热材料，可用于制造假肢。
　　第四，假肢安装、控制装置。例如，851 00638号文献涉及一种气袋连接夹固假肢装置。再如，02101878.2号文献涉及一种假肢驱动装置。此外，97181155.5号文献涉及一种用以形成假肢承窝的装置和方法。它包括一个底盘部件，其上连接着一个长条状环形模压气囊，气囊以其周边围出一个位于中央部位的铸造区并且在由底盘的前侧充气时可以伸长。气囊是由柔软、不透气、相对不可拉伸的片状材料制成，并与底盘一起围成周边包围着铸造区的气室。铸造区包括一个敞开的残肢接收端，并由该端延伸到底盘，同时，还为气囊提供充气系统。
　　第五，假肢系统。例如，01820606.9号文献涉及一种整模块系统。该系统提供的假肢包括形成假肢关节元件的近端或远端元件，例如，转节或髁头，用于与远端或近端元件装配的骨体和用于与断骨接合的骨梗，再如，200610118009.8号文献涉及一种跟随健康腿步速控制的智能膝上假肢系统。它包括假肢体、电控液压膝关节、健康腿步态在线检测机构、步态数据传送系统、计算机控制系统等。
　　第六，假肢控制方法。例如，95105468.6号文献涉及一种用肌肉电控制假肢的方法，再如，200710057370.9号文献涉及一种人工假肢手的实时控制方法，包括如下步骤：把采集到的生物信号通过一个移动的时间窗：生物信号的小波包分解：采用主元神经网络对小波包变换获得的特征矢量作降维处理，采用LVQl算法结合LVQ2算法对生物信号提取的特征矢量作后续处理。此外，200410066427.8号文献涉及一种双足步行假肢控制系统，含集成控制系统、信号采集系统、座椅平衡系统及步行系统等。集成控制系统包括控制面板和中央处理器。信号采集系统包括力学传感器、姿态传感器和A／D转换器。座椅平衡系统包括座椅，减震装置和平衡调节装置。步行系统包括腿部结构、电机、减速器等。
　　第七，假肢调节技术。例如，200720043835.0号文献涉及一种可调节高矮的假肢，它由下假肢、上节、下节、横轴、轴套、减震垫、调节螺母、调节螺杆、调节帽组成。其中，上节和下节共同构成下假肢的外壳，横轴在固定上节中，轴套套在横轴上，减震垫在轴套和调节螺母之间，调节螺杆上连接在调节螺母中，下连接调节帽，调节帽在下假肢的脚板底中。再如，200710138814.1号文献涉及一种用于假肢安装高度测控方法。此外，91216185.X号文献涉及一种阻力可调及锁定两用假肢单轴膝关节。
　　第八，假肢连接技术。例如，03261757.7号文献涉及一种上圆锥筒双接头平移下肢假肢连接件。它由上圆锥筒双接头和下接头平移件组装而成，在上圆锥筒双接头中部开有和下接头平移件燕尾滑块配合的燕尾槽，即上圆锥筒双接头的燕尾槽可以和多种下接头平移件的燕尾滑块灵活搭配，适合各种假肢的连接需要。再如，02253977.8号文献涉及一种四棱锥塑料假肢大腿接受腔连接件。此外，02200170.0号文献涉及一种假肢接受腔夹持式连接件。