CN100998527A - 一种人造仿真手臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人造仿真手臂，旨在提供一种多功能、失误率为零和不产生并发症的人造手臂。它由人造手指骨、掌骨(10)、尺骨(16)、桡骨(17)、肌腱、腱鞘、滑车(4)和肌肤(1)组成；人造手指各指间关节是铰接，手指骨与掌骨也是铰接，掌骨与桡骨之间是球窝关节连接；套装有密闭腱鞘的肌腱远端在手掌与手背两侧固定在各手指骨的远节指骨(3)上，其中间通过人造滑车(4)使肌腱贴附在各手指骨与腕关节上，近端从桡骨在腕下手掌与手背两侧各有两个与桡骨内腔相通的孔进入与穿出；人造肌肤可以做成手套；人造手臂通过自攻螺纹拧入人体桡骨的残端，将各人造肌腱的近端与人体对应的肌腱缝合连接。本发明适用于前臂远端截肢的患者。

Description

一种人造仿真手臂

技术领域

本发明涉及一种人造仿真假肢，尤其是涉及适用于上肢前臂远端截肢患者要求的一种人造仿真手臂。

背景技术

目前，公认上肢假肢从结构上分为：(1)装饰手，主要起到美容作用，没有功能；(2)工具手，外形很差，主要便于劳动；(3)功能性假手，美观作用，有较少功能；(4)肌电假手，以小型电动机为动力，结构较复杂，功能单一。

1)目前的假肢虽然在外形上比较接近人体的正常肢体，但是在功能上却相去甚远。以上肢假肢为例，人体上肢共有27个自由度，其中手指部分有20个自由度，但目前假肢生产水平还远不能做到具有27个自由度的假手。美国、日本实验研究的假手有7到11个自由度。在目前临床使用的假手最多为3个自由度，以完成人手功能最常用的指伸、指屈、旋前、旋后、腕伸、腕屈6个动作。

2)目前流行的肌电假肢，识别肌电信息，是控制三自由度的假肢，其准确率仅为72％，如此高的失误率实在很难获得满意的效果。

3)目前所使用的假肢，即使是最先进的肌电假肢，它的动力来源于安装在假肢上的小型电动机，由带动关节运动，动作迟缓、呆板，随意性差，有明显的滞后性，并且力量无法调节。

4)目前所使用的假肢采用接受腔与断肢残端相接触，通过断肢残端及其周围组织和接受腔来承担负荷，不符合人体正常的生理力学传导。接受腔与肢体残端反复摩擦、挤压，容易导致肢体残端萎缩、残端疼痛、压疮等并发症。

5)目前所使用的假肢采用背带等来保持固定，假肢在佩戴与摘除时非常繁琐，笨重。

6)目前功能性假肢，特别是肌电假肢，在假肢上安装大量的电极收集肌电，安装电脑微处理器来分析肌电信息，并且安装小型电动机来产生动力，这势必造成假肢的价格非常昂贵，也极大的限制了肌电假肢的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述传统假肢的功能单一、失误率高、并发症多、价格昂贵等缺点，提供一种人造仿真手臂。该手臂是更适用于上肢前臂远端截肢患者要求的、多功能的一种人造仿真手臂。

参阅图1与图2，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。一种人造仿真手臂是由人造拇指骨，人造示指骨，人造中指骨，人造环指骨，人造小指骨，人造掌骨，人造第一掌骨，人造尺骨，人造桡骨，人造肌腱，人造腱鞘，人造滑车和人造肌肤组成。

所述的人造示指骨，人造中指骨，人造环指骨与人造小指骨是由按人的手指节骨结构形状制造的人造近节指骨，人造中节指骨和人造远节指骨组成，人造拇指骨是由按人的手指节骨结构形状制造的人造近节指骨和人造远节指骨组成。

所述的人造拇指骨，人造示指骨，人造中指骨，人造环指骨和人造小指骨中的人造近节指骨与人造远节指骨之间，人造近节指骨与人造中节指骨之间和人造中节指骨与人造远节指骨之间采用铰链连接，各人造手指骨的人造近节指骨与人造掌骨、人造第一掌骨之间也采用铰链连接，人造第一掌骨与人造掌骨之间采用T型滑块与T型槽动配合连结，人造掌骨与人造桡骨之间采用球窝关节连接。

所述的人造肌腱外面套装有密闭的人造腱鞘，人造屈拇长肌腱、人造屈拇短肌腱、人造屈指深肌腱、人造屈指浅肌腱与人造伸拇长肌腱、人造伸拇短肌腱、人造远节伸肌腱、人造近节伸肌腱的远端在手掌与手背两侧固定在各人造手指骨中人造远节指骨与人造近节指骨上或在手掌侧各屈指肌腱的远端固定在各人造手指骨中人造远节指骨与人造近节指骨上，在手背侧将人造伸拇短肌腱、人造近节伸肌腱的远端固定在各人造手指骨中人造近节指骨上，其中间通过人造滑车使内装有人造肌腱的人造腱鞘贴附在各人造手指骨与人造球窝关节两侧，人造肌腱和人造腱鞘的近端从人造桡骨腕下3厘米手掌与手背两侧各有一个通向人造桡骨内腔的肌腱穿入孔进入桡骨内腔，然后从人造桡骨腕下6厘米手掌与手背两侧各有一个自人造桡骨内腔通向外的肌腱穿出孔穿出。

所述的人造拇指骨、人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨和人造小指骨中的人造近节指骨与人造远节指骨之间、人造近节指骨与人造中节指骨之间和人造中节指骨与人造远节指骨之间，在手指骨背侧安装有使手指伸直的弹簧。

所述的人造肌肤可以做成大小不等的、厚薄不等的、且很美观的手套，套带在已安装好的人造仿真手臂的骨架上。

所述的一种人造仿真手臂通过自带的自攻螺纹拧入人体桡骨的残端，将人造尺骨与人造桡骨远端和人体尺骨残端通过人造韧带固定，再将各套装有密闭人造腱鞘的人造肌腱的近端与人体对应的肌腱调整张力后，进行编织缝合连接。

技术方案中所述的各人造手指骨的人造远节指骨的远端形状加工成和人手指尖类似的形状，近端中间横向加工有带圆柱面的凸台，并在凸台横向加工有安装轴的通孔，其余的人造中节指骨和人造近节指骨，在其远端中间加工有与带圆柱面的凸台相配合的凹坑，在其近端中间横向加工有带圆柱面的凸台，并在两端横向加工有安装轴的通孔；人造拇指骨，人造示指骨，人造中指骨，人造环指骨和人造小指骨中的人造近节指骨，人造中节指骨和人造远节指骨之间的连接还可以采用铰链加肋板的连接方式；人造掌骨是用一块梯形钢板代替了与人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨和人造小指骨相连接的四块掌骨，人造掌骨可以是一块梯形平钢板，也可以是一块效果会更好的平面投影为梯形的曲面钢板，人造掌骨的远端加工有与各人造手指骨的人造近节指骨上带圆柱面凸台相配合的凹坑，并在人造掌骨的远端横向加工有安装轴的通孔，人造掌骨近端加工一个球窝，在人造掌骨的近端，球窝桡远侧加工一个与人造第一掌骨近端加工的T型滑块相配合的T型槽；人造第一掌骨的远端加工有与人造拇指骨的人造近节指骨上带圆柱面凸台相配合的凹坑，并在人造第一掌骨的远端横向加工有安装轴的通孔，人造第一掌骨的近端加工一个与人造掌骨上T型槽相配合的T型滑块，所述的滑块是一在外力的作用下在滑槽内既可滑动又可转动的扁圆柱体，也可以是一球面体；人造桡骨内部做成利于人造肌腱与人造腱鞘通过的空腔，远端做成一个和人造掌骨近端的球窝相配合成为球窝关节的球头，近端做成与人体上肢桡骨残端连接的自攻螺纹，人造桡骨从球头中心开始3厘米处与6厘米处，手掌与手背两侧各加工两个便于人造肌腱与人造腱鞘通过的肌腱穿入孔与肌腱穿出孔；人造滑车是在人造中节指骨中部，人造近节指骨中部，人造腕关节手掌侧，以及人造腕关节手背侧将内装有人造肌腱的人造腱鞘与人造仿真手臂连接，所述的人造滑车是穿过人造仿真手臂上横向通孔的一个圆环，采用的材料是碳纤维编织带；人造拇指骨，人造示指骨，人造中指骨，人造环指骨，人造小指骨，人造掌骨，人造第一掌骨，人造尺骨，人造桡骨，可以采用钛合金制造；也可以除了人造桡骨，人造尺骨采用钛合金制造，其它的全部采用不锈钢材料制造；人造肌腱与人造腱鞘均采用碳纤维编织带制造，也可均采用强度高、韧性高、抗磨损和组织排斥性小的蛛丝蛋白或头发角蛋白制造；人造肌肤是采用人工橡胶作为材料，制成因人而异的手套。

本发明的有益效果是：

1.本发明是将人造手臂与人体骨骼的残端进行连接、愈合，负荷沿着原有的传导力线传导，断肢残端的周围组织不再承担负荷，符合人体的力学传导的要求；

2.本发明通过人造肌腱与人体肌腱的缝合连接，通过自身肌肉的收缩，可完成人体上肢所要求的大部分功能活动，可超过18个自由度；

3.本发明所述的人造手臂的功能运动由于是来自人体自身肌腱的运动，故其功能运动更加灵活、快速，力量可随意控制，失误率为零；

4.本发明所述的人造手臂在运动时可以将应力传导到人体的骨骼、肌腱，具有强烈的真实感，有些功能甚至可以与人体的肢体功能相媲美；

5.本发明所述的人造手臂成本低廉，价格比较便宜，适于广大普通患者的应用，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是一种人造仿真手臂的人造右手臂手掌侧人造骨骼、人造肌腱、人造滑车与人造关节结构示意图；

图2是一种人造仿真手臂的人造右手臂手背侧人造骨骼、人造肌腱、人造滑车与人造关节结构示意图；

图3是一种人造仿真手臂的人造右手臂虎口侧人造骨骼、人造肌腱、人造滑车与人造关节结构示意图；

图4(a)是一种人造仿真手臂各手指中人造远节指骨与人造近节指骨、人造远节指骨与人造中节指骨、人造中节指骨与人造近节指骨之间采用肋板或弹簧连接方式的结构示意图；

图4(b)是图4(a)的右视图；

图5(a)是一种人造仿真手臂中人造掌骨与人造第一掌骨、T型槽与相配合的T型滑块的结构示意图；

图5(b)是图5(a)在A-A处的剖视图。

图中：1.人造肌肤，2.T型槽，3.人造远节指骨，4.人造滑车，5.人造中节指骨，6.人造屈指深肌腱，7.人造屈指浅肌腱，8.人造近节指骨，9.人造屈拇长肌腱，10.人造掌骨，11.人造屈拇短肌腱，12.人造桡侧屈腕肌腱，13.人造尺侧屈腕肌腱，14.人造球头，15.人造韧带，16.人造尺骨，17.人造桡骨，18.肌腱穿入孔，19.肌腱穿出孔，20.自攻螺纹，21.人造远节伸肌腱，22.人造近节伸肌腱，23.人造伸拇长肌腱，24.人造伸拇短肌腱，25.人造桡侧伸腕肌腱，26.人造尺侧伸腕肌腱，27.肌腱穿入孔，28.肌腱穿出孔，29.肋板，30.人造第一掌骨，31.弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述：

参阅图1至图5，一个人的手臂主要是由骨骼、肌腱、腱鞘、滑车和肌肤组成。骨骼又包括指骨、掌骨、腕关节骨、尺骨和桡骨。指骨又分拇指骨、示指骨、中指骨、环指骨和小指骨，除了拇指骨是由近节指骨和远节指骨组成，其它四指均由近节指骨、中节指骨和远节指骨组成。掌骨是由五块骨头组成。腕关节骨是由八块骨头组成，再加上尺骨和桡骨。整个手臂(不包括上臂的肱骨)共由二十九块骨头组成。

人造手臂既要在功能上达到仿真，又要实施起来容易，成本低，本发明在骨骼上采用了十八块人造骨头。将和示指骨、中指骨、环指骨和小指骨连接的四块掌骨用一块梯形钢板代替，腕关节的八块骨头用加工在人造掌骨10近端的球窝和加工在人造桡骨17远端的人造球头14配合而成的球窝关节代替，这样就可以少加工十一块骨头。

本发明所述的人造仿真手臂由人造拇指骨，包括人造近节指骨8与人造远节指骨3；人造示指骨，包括人造近节指骨8、人造中节指骨5与人造远节指骨3；人造中指骨，包括人造近节指骨8、人造中节指骨5与人造远节指骨3；人造环指骨，包括人造近节指骨8、人造中节指骨5与人造远节指骨3；人造小指骨，包括人造近节指骨8、人造中节指骨5、人造远节指骨3；人造掌骨10，人造第一掌骨30，人造尺骨16和人造桡骨17共计十八块人造骨头和人造肌腱、人造腱鞘、人造滑车4与人造肌肤1组成。所述的十八块人造骨头，可以采用钛合金制造；为了降低成本，也可以除了人造桡骨17和人造尺骨16采用钛合金制造，这是由于钛合金具有良好的组织相容性，可以与人体自身骨骼、肌肤形成牢固的愈合，其它的全部人造骨头采用不锈钢材料制造。十八块人造骨头的外形及具体大小可仿照正常人体手臂骨胳的解剖学数值，按年龄段分几档，然后再按患者情况选配，亦可实行每个患者的个体化设计(参照患者正常肢体的数值)。

各人造手指骨的人造远节指骨3远端形状加工成和人的手指尖类似的形状，近端中间横向加工有带圆柱面的凸台，并在带圆柱面的凸台横向加工有安装轴的通孔，其余的人造中节指骨5和人造近节指骨8，在其远端中间加工有与带圆柱面的凸台相配合的凹坑，在其近端中间也加工有带圆柱面的凸台，并在两端横向加工有安装轴的通孔；各人造手指骨的人造远节指骨3近端中间的带圆柱面的凸台与人造中节指骨5远端中间的凹坑配装，采用铰链连接，人造中节指骨5近端中间的带圆柱面的凸台与人造近节指骨8远端中间的凹坑配装，采用铰链连接，各人造手指骨的人造近节指骨8近端中间的带圆柱面的凸台分别与人造掌骨10、人造第一掌骨30远端中间的凹坑配装，采用铰链连接。将人造第一掌骨30近端的T型滑块配装到人造掌骨10上的T型槽内，近端为T型滑块的人造第一掌骨在人造肌腱的牵引下，其在T型槽内滑动的同时也发生转动，这就实现了人造拇指由同人造掌骨10共面到人造第一掌骨30(包括人造拇指)与人造掌骨10成一个夹角，且人造拇指的指肚与其余四指的指肚可相对和相互接触，这就更接近人手的功能。人造掌骨10近端加工的球窝与人造桡骨17远端做成的人造球头14配装成为球窝关节，使得球窝关节(腕关节)可以进行屈伸、旋转、环转、收展等多方向运动。

各人造手指骨中人造远节指骨3、人造中节指骨5与人造近节指骨8之间的连接关系还可以采用铰链加肋板的连接方式。这时，各人造手指骨的人造远节指骨3远端形状加工成和人的手指尖类似的形状，近端中间横向加工成圆柱面，或者横向在手掌例与手背侧加工成两个曲率半径不同的圆柱面，并在近端横向加工安装轴的通孔；其余各人造手指骨的人造中节指骨5，在其远端和近端横向加工成圆柱面，或者横向在手掌侧与手背侧加工成两个曲率半径不同的圆柱面，并在近端和远端横向加工安装轴的通孔；其余各人造手指骨的人造近节指骨8，在其远端在横向加工成圆柱面，或者横向在手掌侧与手背侧加工成两个曲率半径不同的圆柱面，并在远端横向加工安装轴的通孔，其近端中间还是加工有带圆柱面的凸台。然后，在人造远节指骨3与人造中节指骨5两侧中间处、在人造中节指骨5与人造近节指骨8两侧中间处加肋板，再采用铰链连接。

人造掌骨10可以加工成一块梯形平钢板，也可以加工成一块效果会更好的平面投影为梯形的曲面钢板，代替和示指骨、中指骨、环指骨和小指骨连接的四块掌骨。人造掌骨10与人造第一掌骨30的远端加工有与各手指的人造近节指骨8上带的圆柱面凸台相配合的凹坑，并在人造掌骨10与人造第一掌骨30的远端横向加工安装轴的通孔。人造掌骨10近端加工一个球窝，在球窝桡远侧加工一个T型槽2。在人造第一掌骨30的近端加工一个与人造掌骨10上T型槽2相配合的T型滑块，这个滑块是一在外力的作用下在滑槽内既可滑动又可转动的扁圆柱体，该滑块也可以加工成一个球面体。

人造掌骨10理想情况下是加工成一块平面投影为梯形的曲面钢板(如人造掌骨10远端为圆柱面)，这时在人造掌骨10的远端加工与人造近节指骨8上带的圆柱面凸台相配合的凹坑时，应该沿着曲面的径向方向加工与人造近节指骨8上带的圆柱面凸台相配合的凹坑，并在人造掌骨10的远端横向加工安装轴的通孔。这时在人造掌骨10的远端加工的凹坑的对称面相交于曲面的对称轴线上，其和人造掌骨10加工成一块梯形平钢板的情况不同，在梯形平钢板的远端加工的与人造近节指骨8上带的圆柱面凸台相配合的凹坑的对称面是互相平行的。当在形状是梯形曲面钢板的人造掌骨10的远端用铰链连接上人造手指后，人造手握紧时手指能并拢，人造手松开时手指能张开(手指之间不接触)，这更接近人手实际功能，而人造掌骨10加工成一块梯形平钢板时，人造手臂实现不了人造手松开时手指能张开的这个功能。

人造桡骨17内部做成利于人造肌腱与人造腱鞘通过的空腔，远端做成一个和人造掌骨10近端的球窝相配合成为球窝(腕)关节的人造球头14，近端做成与人体上肢桡骨残端连接的自攻螺纹20，人造桡骨从人造球头14中心开始(腕下)3厘米处与6厘米处，手掌与手背两侧各加工两个便于人造肌腱与人造腱鞘通过的肌腱穿入孔18、肌腱穿出孔19与肌腱穿入孔27、肌腱穿出孔28。

手臂的骨骼连接完成以后，接下来就应该把肌腱装配上去。肌腱的作用是传递外力完成手指与腕关节的弯曲、屈伸、旋转、环转、收展等多项运动。正常人手臂具有的肌腱数比人造仿真手臂所采用的二十四条人造肌腱要多，人造肌腱采用碳纤维编织带制成，这二十四条人造肌腱是仿照人体解剖关系而设计的，其中手掌侧包括：人造屈拇长肌腱9、人造屈拇短展肌腱11、人造屈指深肌腱6、人造屈指浅肌腱7、人造桡侧屈腕肌腱12、人造尺侧屈腕肌腱13共12条人造肌腱；手背侧包括：人造伸拇长肌腱23、人造伸拇短肌腱24、人造远节伸肌腱21、人造近节伸肌腱22、人造桡侧伸腕肌腱25、人造尺侧伸腕肌腱26，共有12条肌腱。为了使人造肌腱正常工作，必须同时采用人造腱鞘与人造滑车4。人造腱鞘采用碳纤维编织带制成，人造腱鞘制成管状，每条人造肌腱外面均有成密闭状态的人造腱鞘。人造腱鞘作用是：封闭成无菌腔，避免外源性感染；避免人造肌腱在滑动时引起周围人体组织的无菌性炎症。人造滑车4也是采用碳纤维编织带制成，它的作用是使套装有人造腱鞘的人造肌腱贴附在各人造手指骨与人造球窝关节两侧，更加有效地将肌肉的收缩力传递到人造球窝关节与人造手指远端。其结构即是在人造中节指骨5、人造近节指骨8及人造腕(球窝)关节手掌侧，以及人造腕(球窝)关节手背侧横向已加工的孔中系一个圆环，套装有人造腱鞘的人造肌腱从中穿过，从而达到使套装有人造腱鞘的人造肌腱贴附在各人造手指骨与人造球窝关节两侧。人造肌腱无论从结构上，还是从数量上都是仿照健康人体肌腱的结构与数量而设计的。所以，人造仿真手臂中各套装有人造腱鞘的人造肌腱如何配置，在什么地方设置人造滑车4和健康人体肌腱、滑车设置基本相同，同领域的技术人员很容易理解和作到。这里着重描述的是在人造仿真手臂两侧与人造拇指骨、人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨和人造小指骨连接套装有人造腱鞘的人造肌腱有两种方式：一种方式是套装有人造腱鞘的人造肌腱的远端在人造仿真手臂两侧都固定在五指的人造远节指骨3上，中间再通过人造滑车4使套装有人造腱鞘的人造肌腱贴附在各人造手指骨与人造球窝关节两侧，人造屈指浅肌腱7与人造近节伸肌腱22的远端在人造仿真手臂两侧都固定在五指的人造近节指骨8上；另一种方式是套装有人造腱鞘的人造肌腱的远端在手掌侧还固定在五指的人造远节指骨3上，人造屈指浅肌腱7的远端还固定在手掌侧五指的人造近节指骨8上，在手背侧套装有人造腱鞘的人造肌腱的远端则固定在五指的人造近节指骨8上，而在五指的人造近节指骨8与人造远节指骨3之间，人造近节指骨8与人造中节指骨5之间和人造中节指骨5与人造远节指骨3之间，在手指骨背侧安装有使手指伸直的弹簧31。不管采用那种方式，套装有人造腱鞘的人造肌腱的远端在人造仿真手臂两侧相应位置固定好以后，套装有人造腱鞘的人造肌腱的近端穿过设置在中间处的各人造滑车4后，即从人造桡骨17腕下3厘米手掌与手背两侧各有一个通向人造桡骨17内腔的肌腱穿入孔18、肌腱穿入孔27进入人造桡骨17内腔，然后，再从人造桡骨17腕下6厘米手掌、手背两侧各有一个自人造桡骨17内腔通向外面的肌腱穿出孔19、肌腱穿出孔28穿出。当套装有人造腱鞘的各人造肌腱的远端采用第一种方式在人造仿真手臂两侧固定在五指的人造远节指骨3和人造近节指骨8上时，在各人造手指骨的背例就不用安装使手指伸直的弹簧了。到此，二十四条套装有人造腱鞘的人造肌腱在人造仿真手臂的骨骼上安装完毕。

人造肌腱、人造腱鞘与人造滑车4除了采用碳纤维编织带制造以外，也可以采用其他高强度材料，特别是性能为韧性高、抗磨损、组织排斥性小，如蛛丝蛋白、头发角蛋白等材料来制造。

人造肌肤1采用人工橡胶制作。因为其外形美观，有弹性，可作成接近人正常肢体颜色的皮肤；可以缓冲应力的传导；能够使得抓持更加有力、准确，特别是对小件物品。人造肌肤1可以做成大小不等的、厚薄不等的、且很美观的手套，套带在已安装好的人造仿真手臂的骨架上。作成不同规格的手套，很容易给已安装好人造滑车4与套装有人造腱鞘的人造肌腱的人造手臂骨骼植皮，它比任何其它植皮形式都要好、都要省时、都要省力和降低费用。

人造仿真手臂与人体残肢连接的操作方法：

手术是在臂丛麻醉或硬膜外麻醉状态下进行。手术部位消毒后，上驱血带，沿残肢体纵轴弧形线切开皮肤，向近端剥离，显露残端组织，根据解剖结构辨认出人体伸肌腱与屈肌腱，并进行适当的标记。沿骨断端纵行切开骨膜，适当向近端剥离，用咬骨钳咬除断端硬化的骨质，扩张骨折断端的髓腔。

对人造仿真手臂消毒至无菌后，将人造桡骨17通过自带的自攻螺纹20拧入人体桡骨的髓腔，再将人造尺骨16远端与人造桡骨17远端，将人造尺骨16近端和人体尺骨残端通过人造韧带15固定。之后将人造仿真手臂上的人造伸、屈肌腱与人体相对应的自身肌腱调整张力后进行编织缝合。

松开驱血带，彻底止血。将残端皮肤缝合包绕在人造仿真手臂钛合金人造桡骨17与人造尺骨16周围。外用无菌敷料包扎。可用石膏托将上肢固定在中立位。隔日换药，直到皮肤愈合，拆除缝合线。一个月后，拆除石膏托，进行功能锻炼运动。

对一种人造仿真手臂的结构与理论分析：

钛合金外喷涂羟基磷灰石可与人体骨骼形成牢固的骨性愈合。制成人造肌腱所用的碳纤维编织带同样具有与人体肌腱愈合良好的性能。以上两种材料及方法均已在临床上获得较广泛、较长时间的应用，并取得了良好的效果。

人造骨骼、人造关节、人造肌腱形成的可传动的复合组织在机械领域，如机器人手臂的设计上已经比较成熟。理论及实践上完全可行。

上述人造组织的生物相容性良好。临床上已经应用多年，不需要另外进行生物相容性、毒理等生物实验研究。人体皮肤与金属物(钛合金)愈合的技术问题，已被人们所解决。

经上述分析，可以说明一种人造仿真手臂的制作与临床应用无论在理论上还是在技术上都业已成熟。

本发明所述的技术方案可以实施整个手并带少部分(不超过在前臂的远端少了整个前臂长度的三分之一)前臂的仿真制造，当然，按本发明所述的技术方案同样可以实施整个手或者单个手指或者几个手指的仿真制造，它们都在本发明的保护范围之内。

按照本发明技术方案思路，我们可以对整个脚并带少部分(不超过在小腿的远端少了整个小腿长度的三分之一)小腿的仿真制造，并包括实施整个脚或者单个脚趾或者几个脚趾的仿真制造，它们都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人造仿真手臂，其特征在于，它是由人造拇指骨、人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨、人造小指骨，人造掌骨(10)、人造第一掌骨(30)，人造尺骨(16)、人造桡骨(17)，人造肌腱、人造腱鞘、人造滑车(4)和人造肌肤(1)组成；

所述的人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨、人造小指骨是由按人的手指节骨结构形状制造的人造近节指骨(8)、人造中节指骨(5)和人造远节指骨(3)组成，人造拇指骨是由按人的手指节骨结构形状制造的人造近节指骨(8)和人造远节指骨(3)组成；

所述的人造拇指骨、人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨和人造小指骨中的人造近节指骨(8)与人造远节指骨(3)之间、人造近节指骨(8)与人造中节指骨(5)之间和人造中节指骨(5)与人造远节指骨(3)之间采用铰链连接，各人造手指骨的人造近节指骨(8)与人造掌骨(10)、人造第一掌(30)骨之间也采用铰链连接，人造第一掌骨(30)与人造掌骨(10)之间采用T型滑块与T型槽动配合连结，人造掌骨(10)与人造桡骨(17)之间采用球窝关节连接；

所述的人造肌腱外面套装有密闭的人造腱鞘，人造屈拇长肌腱(9)、人造屈拇短肌腱(11)、人造屈指深肌腱(6)、人造屈指浅肌腱(7)与人造伸拇长肌腱(23)、人造伸拇短肌腱(24)、人造远节伸肌腱(21)、人造近节伸肌腱(22)的远端在手掌与手背两侧固定在各人造手指骨中人造远节指骨(3)与人造近节指骨(8)上或在手掌侧各屈指肌腱的远端固定在各人造手指骨中人造远节指骨(3)与人造近节指骨(8)上，在手背侧将人造伸拇短肌腱(24)、人造近节伸肌腱(22)的远端固定在各人造手指骨中人造近节指骨(8)上，其中间通过人造滑车(4)使内装有人造肌腱的人造腱鞘贴附在各人造手指骨与人造球窝关节两侧，人造肌腱和人造腱鞘的近端从人造桡骨(17)腕下3厘米手掌与手背两侧各有一个通向人造桡骨(17)内腔的肌腱穿入孔(18)、肌腱穿入孔(27)进入人造桡骨(17)内腔，然后从人造桡骨(17)腕下6厘米手掌、手背两侧各有一个自人造桡骨(17)内腔通向外的肌腱穿出孔(19)、肌腱穿出孔(28)穿出；

所述的人造拇指骨、人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨和人造小指骨中的人造近节指骨(8)与人造远节指骨(3)之间、人造近节指骨(8)与人造中节指骨(5)之间和人造中节指骨(5)与人造远节指骨(3)之间，在手指骨背侧安装有使手指伸直的弹簧(31)。

所述的人造肌肤(1)可以做成大小不等的、厚薄不等的、且和患者肤色、纹理相近的手套，套带在已安装好的人造仿真手臂的骨架上；

所述的一种人造仿真手臂通过自带的自攻螺纹(20)拧入人体桡骨的残端，将人造尺骨(16)与人造桡骨(17)远端和人体尺骨残端通过人造韧带(15)固定，再将各套装有密闭人造腱鞘的人造肌腱的近端与人体对应的肌腱调整张力后，进行编织缝合连接。

2.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，各人造手指骨的人造远节指骨(3)的远端形状加工成和人手指尖类似的形状，近端中间横向加工有带圆柱面的凸台，并在凸台横向加工有安装轴的通孔，其余的人造中节指骨(5)和人造近节指骨(8)，在其远端中间加工有与带圆柱面的凸台相配合的凹坑，在其近端中间横向加工有带圆柱面的凸台，并在两端横向加工有安装轴的通孔。

3.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，所述的人造拇指骨、人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨和人造小指骨中的人造近节指骨(8)、人造中节指骨(5)和人造远节指骨(3)之间的连接还可以采用铰链加肋板(29)的连接方式。

4.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，所述的人造掌骨(10)是用一块梯形钢板代替了与人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨和人造小指骨相连接的四块掌骨；人造掌骨(10)可以是一块梯形平钢板，也可以是一块效果会更好的平面投影为梯形的曲面钢板；人造掌骨(10)的远端加工有与各人造手指骨的人造近节指骨(8)上带圆柱面凸台相配合的凹坑，并在人造掌骨(10)的远端横向加工有安装轴的通孔；人造掌骨(10)近端加工一个球窝；在人造掌骨的近端，球窝桡远侧加工一个与人造第一掌骨(30)近端加工的T型滑块相配合的T型槽(2)。

5.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，所述的人造第一掌骨(30)的远端加工有与人造拇指骨的人造近节骨(8)上带圆柱面凸台相配合的凹坑，并在人造第一掌骨(30)的远端横向加工有安装轴的通孔，人造第一掌骨(30)的近端加工一个与人造掌骨(10)上T型槽(2)相配合的T型滑块，所述的滑块是一在外力的作用下在滑槽内既可滑动又可转动的扁圆柱体，也可以是一球面体。

6.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，所述的人造桡骨(17)内部做成利于人造肌腱与人造腱鞘通过的空腔，远端做成一个和人造掌骨近端的球窝相配合成为球窝关节的人造球头(14)，近端做成与人体上肢桡骨髓腔连接的自攻螺纹(20)，人造桡骨(17)从人造球头(14)中心开始3厘米处与6厘米处，手掌与手背两侧各加工两个便于人造肌腱与人造腱鞘通过的肌腱穿入孔(18)、肌腱穿出孔(19)与肌腱穿入孔(27)、肌腱穿出孔(28)。

7.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，所述的人造滑车(4)是在人造中节指骨(5)中部、人造近节指骨(8)中部、人造腕关节手掌侧，以及人造腕关节手背侧将内装人造肌腱的人造腱鞘与人造仿真手臂连接，所述的人造滑车(4)是穿过人造仿真手臂上横向通孔的一个圆环，采用的材料是碳纤维编织带。

8.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，所述的人造拇指骨、人造示指骨、人造中指骨、人造环指骨、人造小指骨，人造掌骨(10)、人造第一掌骨(30)，人造尺骨(16)、人造桡骨(17)，可以采用钛合金制造；也可以除了人造桡骨(17)、人造尺骨(16)采用钛合金制造，其它的全部采用不锈钢材料制造。

9.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，所述的人造肌腱与人造腱鞘均采用碳纤维编织带制造，也可均采用强度高、韧性高、抗磨损和组织排斥性小的蛛丝蛋白或头发角蛋白制造。

10.按照权利要求1所述的一种人造仿真手臂，其特征在于，所述的人造肌肤(1)是采用人工橡胶作为材料，制成因人而异的手套。

Images