上肢假肢新结构
现代假手利用截肢者残存的功能作为控制信号源，把动力源和信号源分开，实现假肢的多功能化。在上肢假肢的最新研究中，围绕着控制的可靠性、仿生性和提高患者的舒适性方面进行研究与开发。智能驱动器（Smart Actuator），应用电控的变换，齿轮实现体积、重量、功率和速度的最佳匹配，可以同时满足电动假手在力量、速度和工作效率等方面的要求；超声马达在假手中的应用，具有力量大、噪声小、日常生活有效性高的特点；将神经肌肉的再造和神经电极相结合，能够达到下意识的反应对运动的控制，一般采用神经移植，即将神经移植到代用肌肉中，仍然用肌电信号控制；有感假肢研究有了新进展，对握力、温度的反馈信息是通过其他的代用方式（振动信号）反馈给使用者。在控制方式中，最佳方案是能按照人的意志来控制假手。外部动力上肢假肢研究趋势：
（一）外部动力上肢假肢向多平面、多自由度发展
提取运动神经系统的脉冲到达肌肉所产生的肌电信号，肌电控制假手占据主导地位，多自由度假手肌电信号控制可与人的意念相一致，在单自由度假肢中得到广泛应用。前臂截肢肌电假手已经实用商品化。上臂截肢、肩关节离断假手，主要以控制信号的提取与处理、结构的轻型和系统的可靠性作为研究的突破口。具有手指捏合、旋腕、屈肘功能的“三自由度实用型肌电控制上臂假肢”，全部采用肌肉电信号，有微型单片处理机进行信号处理和实施控制。日本一直在研究多种控制方式的电动、气动和液压传动的外部动力上肢假肢。如：十二自由度全臂假肢、七自由度全臂假肢等。
（二）直接提取中枢神经系统指令的上肢假肢
神经信息控制的七自由电子假手模拟装置提取神经信息，利用神经信息来控制电子假手，七个自由度电子假手装置可做指伸、指屈、腕伸、腕屈、旋前、旋后、伸肘、屈肘、上臂前展、上臂后收、上臂外展、上臂内收、上臂前转、上臂后转十四个动作。利用植入式神经——传感器接口，将力或温度信号直接传给感觉神经的研究在英国进行，使用中很自然地产生感觉。此外，加强对肌电信号和各种生物体内控制信息，包括声音的控制信息的提取和处理的研究；从分子尺度研究的应用DNA假肢，将根据截肢者的DNA制作一个有知觉的，大脑能指挥、神经能协调的声控假手；还有以镍钛记忆合金的可递形状记忆效应产生的回复力作为动力，以声音或语言信号作为控制源，无机械噪音的人工假手。
1.具有位觉、力觉、压觉和触觉等感觉系统的上肢假肢 增加各种感觉反馈系统，有感觉的智能型假手，具有对被抓握物体形状的适应能力的假手，对握力和温度感觉反馈功能的假手。有力反馈的假手，奥托博克公司生产的指端装有滑移传感器的智能化力度控制假手，可根据所抓握物体的滑移情况自动调节抓握力度，从而解决了肌电假手拾取鸡蛋或饮料纸杯等薄脆物体的安全抓握问题。
2.微机控制的上肢假肢：(https://www.daowen.com)
（1）带微机的假肢 利用计算机识别肌电反馈、声音和视向等信号并控制假肢完成各种动作。为了使患者在日常生活中充分发挥手的作用，在假手里安装了15个马达，其中上臂由3个马达驱动，肘部由2个，腕部由1个，各个手指1个。反馈信号作为控制，识别肌电内所含的信息，如抓、捏等动作。采用患者声带振动和视向（Look sight）定位的同时控制，声带命令系统是通过一个附于喉部的压缩型拾音提取信号的，经滤波获得高低音成分作为控制命令信号，这部分可由一台微机系统处理数据。视向命令系统是根据人们看一个空间物体时头部总是随视线方向自然地转向和倾斜习惯而设计的。当计算机确定物体在空间的位置时，驱动所有的马达，使假肢像正常手臂一样，朝向眼睛看物体时的方向运动。
（2）引进微处理机 在信息处理和控制系统中采用微处理机，可以实施协调控制和反馈系统，以及进行自学习、自适应控制等。智能肌电假肢：通过肌肉电信号的强弱控制假手的握力和速度的力控型；指尖带有传感器的感应型。
（3）带有比例控制的假手 美国“波士顿臂”（Boston Arm）肌电控制上臂假肢，由肱二头肌和肱三头肌引出的肌电信号控制肘关节的伸屈，其钩状指用牵引索靠自身体力带动，为两个自由度，采用比例控制方式，并有反馈信息。盐湖城犹他大学研制的“犹他假臂”（Utah Arm）具有被动的肩关节屈伸和外展，带有动力装置的手指捏合、旋腕、屈肘和肱骨旋转等动作的组合式系列假肢，肌电比例控制，Ⅱ型在控制系统中引进了微处理机，它将提供多通道的信号发生和控制系统，以及多种类型的脉宽度调制电机的方法。
（4）仿真电子假手 仿真电子假手有模拟人手的指关节，外形更像人手。由于它能在健手的帮助下，使手指弯曲度根据实际需要而改变，使精细和要求高的操作得以实现。如：操作电脑键盘、写毛笔字等。仿真电子假手的控制信息源可适用多种信息，如：人体生物电（肌电、神经信息）或再造成指。手指可以分别调节与组合操作，具有自锁功能。腕关节可以旋转、伸屈、摆动，有助于自理生活，特别是与健手配合可实现几十种日常事务动作的操作。
（5）仿生上肢假肢 全功能意念控制的生物手臂是由神经信号控制的，微感应器在残肢的肌肉上测得来自大脑的神经信号并将它传到芯片器，经过过滤和放大，最后由机械部分来执行这些命令。英国研究人员发明了一种用电子驱动的“仿生假手”，可使残疾儿童能够同时用双手完成日常的工作。这种新型假手是为先天手部畸形、手在腕部或腕部以下被部分截除的儿童设计的。这种仿生假手外面包着硅套，手指由小马达驱动。儿童可以把手臂伸到假手里，握自行车把、剪纸或拿着一本书。假手的拇指和食指的伸屈，是在向一条与假手内的小马达和变速箱相连的电极加电时完成的。
（6）“再造指”控制的单自由度上肢假肢 为解决肌电假肢控制准确率低的问题，关键是抗干扰性，要在外界的干扰信号中分离出控制所需的微弱的肌电信号。上海交通大学的“再造指”将显微外科技术用于康复工程领域，将患者脚趾移植到前臂残端，在截肢者残臂端上再造一个“指”，用以作为能准确传递人脑运动信息的信息源，再用物理学方法将控制信息转化为操作指令，解决了抗干扰的难题，实现了电子假手的准确控制。“再造指”控制的单自由度（可做指伸、指屈两个动作）电子假手及“再造指”控制的三自由度（可做指伸、指屈、旋前、旋后、腕伸、腕屈六个动作）电子假手，帮助患者实现生活自理，如：打毛衣、写字、拿杯子喝水、打电话、提箱包等。
（7）模拟人体神经、肌肉的新型控制、动力装置的上肢假肢 研制模拟人体神经、肌肉的新型控制、动力装置，除气动假肢中已采用、研制的人造肌肉外，犹他大学在犹他四自由度假肘中使用了人造肌肉机构。上海科声假肢公司开发了下肢肌电控制上肢假肢：截肢者残肢肌肉缺失严重，或全臂截肢又很肥胖，难以用常规方法取得控制假肢的肌电信号。由于截肢者在行走时一般不会使用假肢，且下肢肌肉与上肢肌肉有一定对应关系，因此在坐位或站位用下肢肌电控制上肢假肢是完全可行的。提取通过运动神经系统的信号；局部带血管神经肌、腱移植神经源，利用微机控制、中枢神经控制肘关节的仿真研究。
（张晓玉）