上肢生物力学及矫形器临床应用

腕关节
手部关节包括腕掌关节 、指掌关节及指间关节三 种。其中腕掌关节，除了 第一腕掌关节（即拇指腕 掌关节）能灵活进行对掌 运动，其他腕掌关节的活 动性很小。掌指关节的活 动性较大，可做屈曲、过 伸、并指、分指等运动。 指间关节可以进行屈、伸 运动。
手部关节
上肢矫形器的应用
随着人们对康复理念转变及相关材料学方面发 展，上肢矫形器在医院骨科、康复科、烧伤科 等科室应用越来越广泛。 北京积水潭医院、301医院、重庆西南医院等
上肢矫形器的设计
• 上肢矫形器的设计原理 为了实现上肢矫形器的基本功 能，在设计上通常采用杠杆原理，根据上肢疾患的部位 和治疗目的以及生物力学的要求来确定力的大小、力的 方向和位置。如手腕部矫形器可包括: ①手指关节的伸 展限制和动态屈伸机构;②拇指关节的动态屈曲、伸展机 构;③拇指、掌指关节的固定和动态外展机构;④挠腕关 节的动态和静态机构; ⑤指关节和挠腕关节综合作用的 静态和动态机构。
⑷ 腕关节： 背伸20°－30°，尺侧偏10°。在 临床上可让患者握拳，使拳和前臂在同一平面上 ，同时要注意使食指纵轴线于前臂纵轴线平行；
⑸ 手：拇指处于对掌位，MP掌指关节、PIP近节 指间关节、DIP远节指间关节各屈曲20°;
• 3、允许上肢有尽可能大的活动范围；
• 4、结构简单，轻便、易于穿脱。
上肢生物力学及矫形器 临床应用
法国上肢企业参观
• 2016年10月,国务院印发《关于加快发展康复辅助器具产 业的若干意见》，明确提出要提高康复辅助器具产业关键 环节和重要领域创新能力，激励创新人才，搭建创新平台 ，增强服务能力。假肢矫形器作为我国康复辅具产业的重 要组成部分，是为老年人、残疾人、工伤病人等社会弱势 群体提供假肢矫形器装配服务的行业。
习惯Байду номын сангаас法 手指矫形器
腕手矫形器
护腕 肘腕手矫形器 肘腕矫形器 护肘 肘关节矫形器
护肩 肩关节矫形器
功能性上肢矫形器
金属
塑料
皮革
材料
纺织纤维品
橡胶
…
其中以低温热塑板材的应用最为广泛
案例
• 患者临床诊断为右手机械性损伤术后愈合，掌 指关节反屈挛缩畸形，矫形器要求牵引腕手矫 形器，屈掌指，拇指对掌位 。
• 3、矫正性功能 也称矫形性功能，这类矫形器用于控制上 肢畸形的发展，通过三点力矫正原理，施加较小的力，在 患者不感到疼痛的情况下矫正手指、腕关节、肘关节、和 肩关节的畸形。
• 4、降低肌肉张力 通过矫形器对关节某一方向的运动限制 ，可减少因某一方向运动对肌肉牵拉，减少肌肉的牵张反 射，减低肌张力。
力之间。
杠杆原理
• 这和三点力原理一样，是各种矫形器共同采用的原理 。一般穿用矫形器的患者都希望使用尽量不束缚身体 的短矫形器，但从力学的角度来看，要使矫形器发挥 较好的效果，必须要有一定长度的力臂。
支杠的牵引方向和位置
• 在动态上肢矫形器中，为了辅助指关节或腕关 节的屈曲和伸展，常采用在从前臂支撑部延伸 出来的支杆上用橡皮筋或弹簧牵引个关节的方 法。
低温热塑板材的特性
定义：低温热塑板是一种特殊合成的高分子聚酯，是一种经一系列物理和化学方法 •处理而成的新型的医用材料。 适用范围 •（1）骨折、关节脱位复位术后的固定；关节韧带等软组织损伤、神经肌腱 损伤手术治疗后的固定； •（2）关节畸形、神经麻痹及肌腱损伤等矫形手术后的固定； •（3）关节急性和慢性炎症、肢体软组织急性炎症时的固定； •（4）骨结核、关节结核、急慢性骨髓炎、化脓性关节炎、原发骨肿瘤、恶 性肿瘤骨转移等疾病的保守治疗期间或病灶清除术后的固定； •（5）烧伤及其他整形外科手术后的固定； •（6）康复器具及矫形器的制作； •（7）放疗定位的固定。
• 随着假肢矫形技术的发展，上肢矫形器在医院（骨科）的 应用越来越广泛！
上肢矫形器的功能
上肢矫形器的功能
1
3
2
4
上肢矫形器的功能（Group1）
保护性功能：对受伤的手指予以保护， 保护手术瘢痕部位，防止瘢痕挛缩。
上肢矫形器的功能（Group2）
补偿性功能：对缺失的手指功能和 外观进行补偿。
上肢矫形器的功能（Group3）
热塑性 塑料
高温热塑板材
①常用的有聚丙烯、聚乙烯和 改性聚乙烯类。 ②聚丙烯具有强度高、重量轻 的特点，常用于制作踝足矫形 器、颈椎矫形器等。 ③聚乙烯类具有柔韧性好、乙 加工的特点，其中改性聚乙烯 具有更高的强度，常用于制作 腋下式 脊柱侧凸矫形器和其他 模塑矫形器。 ④软化温度，聚丙板材 180℃～220℃ ，聚乙板材 160℃～180℃ 。
此患者矫形器装配过程中会用到哪些矫形器 零部件及生物力学原理？
生物力学原理在上肢矫形器中的应用
• 一、三点力原理 • 二、杠杆原理 • 三、支杠的牵引方向与位置 • 四、上肢矫形器的基本要求 • 五、上肢矫形器的设计
三点力原理
• 常用于上肢固定性矫 形器，如骨折的固定 保护
三点力满足条件
• 1.共面； • 2.作用在同一个物体上； • 3.其中1个力与另外两个力方向相反，并在这两个
热塑性 塑料
高温热塑板材
①常用的有聚丙烯、聚乙烯和 改性聚乙烯类。 ②聚丙烯具有强度高、重量轻 的特点，常用于制作踝足矫形 器、颈椎矫形器等。 ③聚乙烯类具有柔韧性好、乙 加工的特点，其中改性聚乙烯 具有更高的强度，常用于制作 腋下式 脊柱侧凸矫形器和其他 模塑矫形器。 ④软化温度，聚丙板材 180℃～220℃ ，聚乙板材 160℃～180℃ 。
• 为保证牵引效果，根 据杠杆原理：
前臂支撑部应由足够 的长度；
牵引力方向应与矫正 对象的长轴相垂直；
指套安装在矫正对象 关节的末端；
牵引力不可过大，以 免造成皮肤压迫性病 变。
上肢矫形器的基本要求
• 1、由于上肢，特别是手部功能和疾病复杂，致使上肢矫 形器品种规格很多，因此要求上肢矫形器的设计制造要 快，治疗作用要可靠。
内容
1 上肢基本生物力学 2 上肢矫形器概述 3 上肢矫形器在骨科康复临床中的应用 4 上肢矫形器装配工艺过程 4 上上肢肢矫矫形形器器装装配配的的基基本本要要求求
一、上肢基本生物力学
远节指骨 中节指骨
近节指骨
掌骨
腕骨
后面
前面
手骨
手骨
腕骨：8块短骨
（舟月三角豆 大小头状钩）
掌骨：5根长骨 指骨：14根长骨
2.上肢矫形器设计存在的问题
• (1)难以恢复患者对抓握物体的操纵能力 ;
• (2)难以完全满足日常生活的基本要求; • (3)影响外观。
3.上肢矫形器设计应注意的问题
• (1)注意矫正的力量; • (2)注意患者的功能状态; • (3)注意分析和权衡好矫形器使用的利和
弊。
低温热塑板材
①这种塑料板材加温至65℃～ 80℃时即可软化。 ②如果对形状无特殊要求，可在 病人肢体上直接塑形，加工十分 简便。 ③对压力的耐受性比高温热塑板 材差，因此制作一些对强度要求 较高的下肢矫形器，或者存在肌 肉痉挛时，不宜使用这种材料。 ④低温热塑板材是近年来不断开 发、改进的一种新材料，随着不 同温度、不同形状的新品种相继 开发，其应用范围越来越大。
基本功能： 保护性功能
固定性功能
补偿性功能
基本功能
助动性功能
降低肌肉张力
矫正性功能
基本功能
• 1、固定性功能 也称静态性功能，这类矫形器用于固定肢 体、限制肢体异常活动，适用于上肢关节和腱鞘的炎症、 外伤性损伤等情况，用于减轻疼痛、促进病变痊愈。
• 2、助动性功能 也称动态性功能，这类矫形器用于预防和 矫正上肢关节挛缩，改善关节运动范围，增强肌力，保证 手术后的效果以及发育期中骨骼的正常发育。
肩矫形器
肩肘腕矫形器 肩肘腕手矫形器
美式命名 HO
WHO
WO EWHO EWO EO SEO
SO
SEWO SEWHO
典型品种
手指变形用矫形器 手指关节伸展辅助矫形器 掌指关节屈曲辅助矫形器 静态腕手矫形器 桡神经麻痹用矫形器 长对掌矫形器
护腕 肘腕手固定矫形器 肘腕固定矫形器 护肘 肘关节保持矫形器 静态肘矫形器 护肩 肩关节脱位矫形器 肩外展矫形器 功能性上肢矫形器
基本功能
• 5、补偿性功能 又称增强性功能，这类矫形器采用一些弹 性装置和弹簧、橡筋、塑料弹性体，或通过气动、电动或 索控来强化手指的运动，包括采用一些辅助工具、自助器 具帮助瘫痪者恢复功能。
• 6、保护性功能 对易受伤或病变的上肢部位予以保护，防 止关节、肌腱的过伸和拉伤，促使病变愈合，还用于保护 手术瘢痕部位，防止瘢痕挛缩。
固定性功能：对骨折的掌骨部位进 行固定、保护，限制异常活动，促 进愈合。
上肢矫形器的功能（Group4）
助动性功能：预防和矫正指间关节挛 缩，改善关节运动范围，增强肌力， 保证手术后的效果。
上肢矫形器的分类与名称
统一名称 手部矫形器
腕手矫形器
腕矫形器 肘腕手矫形器 肘腕矫形器 肘矫形器 肩肘矫形器
• 2、多数上肢矫形器应该保持肩、肘、腕手指关节处于功 能位。所谓的功能位是指各关节正常的可动范围受制约 时，最容易发挥肢体功能的肢位。一般常用的功能位如 下：
⑴ 肩关节：外展45°（儿童由于适应症可能增加到60° －80°），前屈15°－30°，内旋15°位；
⑵ 肘关节：以固定到90°为原则； ⑶ 前臂桡尺关节：以既不旋前又不旋后的中立位；
二、上肢矫形器概述
上肢矫形器概念（Upper Limb Orthosis）
定义：主要用于保持上肢不稳定的肢体于功能位，提 供牵引力以防止挛缩，预防或矫正上肢肢体畸形以及补 偿失去的肌力，帮助无力的肢体运动等。 分类： 功能：固定性(静态)、矫正性(矫形)和功能性(动态) 安装的部位：手矫形器、腕手矫形器、肘矫形器、肘 腕手矫形器、肩矫形器及肩肘腕手矫形器等。