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生物醫學工程理論與實踐/康復工程

來自華夏公益教科書
生物醫學工程理論與實踐
生物力學V 康復工程 生物材料

另請參閱 維基百科,康復工程.

概述與歷史

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圖1 一位使用簡單輔助工具行走的殘疾人(小兒麻痺症導致左腿癱瘓)。

康復工程一詞是指“將工程科學系統地應用於設計、開發、適應、測試、評估、應用和分發技術解決方案,以解決殘疾人在功能領域(如移動性、溝通、聽力、視力、認知)以及與就業、獨立生活、教育和融入社會相關的活動中遇到的問題。”[1]

圖1 由 René Baumgartner 醫學博士於 1993 年在坦尚尼亞拍攝,展示了一位使用簡單輔助工具行走的殘疾人(小兒麻痺症導致左腿癱瘓)。該輔助工具類似於公元前 1500 年左右在埃及使用的一種工具,記錄在現存於哥本哈根卡爾斯伯格雕塑博物館的一塊古埃及石碑上。[2]令人驚訝的是,這種類似的移動輔助工具在世界許多地方仍在使用。維也納藝術史博物館收藏的布魯蓋爾繪畫中,包括許多 16 世紀殘疾人(例如肢體缺失、小兒麻痺症、腦癱)使用簡陋的柺杖、棍棒和其他簡單移動輔助工具的影像。該時期法國軍事外科醫生安布魯瓦斯·帕雷(1510-1590)發明了結扎術。從拿破崙戰爭開始,如今的康復團隊仍然推薦“納爾遜刀”來幫助只有一隻手臂功能完好的人切肉和叉肉,就像它曾經為納爾遜勳爵做的那樣。美國內戰導致了許多肢體截肢。[2]

20 世紀,隨著第一次世界大戰和第二次世界大戰的爆發,康復工程一詞變得清晰,並得到過度發展。1919 年,德語出版物《Ersatzglieder und Arbeitshilfen》(替代肢體和工作輔助工具)問世。它可以被認為是康復工程中最早的主要出版物之一。[3] 1915 年至 1916 年左右,柏林的費迪南德·紹爾布魯赫醫學博士與工程師合作設計了一款人工手臂。紹爾布魯赫在研究隧道肌成形術以直接用肌肉控制人造手和臂的過程中,發展了“團隊”方法。在俄羅斯,尼古拉·別爾施泰因及其同事對假肢採取了科學的運動控制方法。在美國,保羅·B·馬格努森(1884 年 6 月 14 日 - 1968 年 11 月 5 日)作為骨科和關節外科醫生,不斷研究新的治療方法和裝置來幫助他的患者,因為他們面臨著他們的殘疾帶來的獨特情況。他創立了芝加哥康復研究所(RIC),並促使斯坦利·庫爾特博士在該國設立第一個物理醫學系。馬格努森博士去世後,康珀爾博士經常談論此事。為了紀念保羅·B·馬格努森醫學博士的一生及其遺產,保羅·B·馬格努森獎於 1998 年設立。[4]

康復工程的主要活動

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輔助裝置類別表

假肢和矯形器
  • 人造腳和腿
  • 人造手、手腕和手臂
  • 手部夾板和上肢支架
  • 功能性電刺激矯形器
視力障礙者輔助裝置
  • 輔助閱讀和寫作的裝置(例如,閉路電視放大器、電子盲文、閱讀機、有聲計算器、聽覺和觸覺視覺替代系統)
  • 輔助獨立移動的裝置(例如,雷射手杖、雙耳超聲眼鏡、手持式超聲手電筒、電子發音器、機器人導盲犬)
聽力障礙者輔助裝置
  • 數字助聽器
  • 電話輔助裝置(例如,TDD 和 TTY)
  • 唇讀輔助裝置
  • 語音到文字轉換器
觸覺障礙者輔助裝置
  • 坐墊
  • 定製座椅
  • 感覺替代
  • 壓力釋放泵和警報器
替代和輔助溝通裝置
  • 介面和鍵盤模擬
  • 專用開關、感測器和換能器
  • 基於計算機的通訊裝置
  • 語言工具和軟體
操作和移動輔助工具
  • 抓取器、餵食器、安裝系統和翻頁器
  • 環境控制器
  • 機器人輔助工具
  • 手動和專用輪椅
  • 電動輪椅、踏板車和躺椅
  • 輔助駕駛裝置
  • 改裝個人許可車輛

來自 Andrew Szeto((2012)

輔助技術

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輔助技術在《技術相關援助法案》中被定義為“任何物品、裝置或產品系統,無論是在商店購買、修改或定製,都被用於增加、維持或改善殘疾人的功能能力”[5]。輔助技術可以在家裡創造,專門為個人設計,在當地商店購買,或從針對殘疾人及其家人的目錄中訂購。技術可以是高科技或低科技。大體上,低科技涵蓋日常生活用品——從電池供電的玩具到進食輔助工具,再到移動輔助工具,再到安裝和定位裝置,再到娛樂和休閒用品[6]。一些高科技包含計算機、軟體、擴充套件鍵盤、電子通訊裝置、電動輪椅和輪椅專用升降機。

輔助技術無法解決所有問題。它可以減少殘疾的影響,因為針對殘疾人的技術應用是不精確的,並且會隨著時間的推移而改變[7]。此外,有類似殘疾的人可能有截然不同的需求、願望和偏好[8]。因此,輔助技術使用者健康狀況、生活環境、偏好和情況的變化都需要使用者和康復專業人員定期重新評估[8]。希望輔助技術能夠提高獨立性,改善個人對生活的看法。

但是,輔助技術並非沒有問題。許多時候,需要的裝置可能很昂貴,而且資源並不容易找到;或者裝置被購買了,但培訓或支援系統並不完善,無法向個人展示如何有效地使用它;或者裝置 simplesmente quebra e precisa ser reparado[7]。另一方面,根據 1990 年美國人口普查局國家健康訪談調查的資料,大約三分之一的非生存性輔助裝置在最初獲得後的僅僅 3 個月內就被閒置或廢棄。

輔助技術專業領域表

輔助技術 優先專業
日常生活技能 職業治療、康復技術
移動性/座椅和定位 職業治療、物理治療
輔助性/書面溝通 言語語言病理學、特殊教育
專門適應 康復工程、計算機技術、假肢/矯形器、生物醫學工程
計算機訪問 計算機技術、職業康復、生物醫學工程
學術和職業技能 特殊教育、職業康復、言語語言病理學、心理學

日常生活技能

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操作和移動輔助工具

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輔助性替代溝通

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計算機輔助

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康復工程中的矯形器和假肢

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矯形器的編碼,由哈里·古瓦斯博士繪製

在醫學上,假肢(源於古希臘語prósthesis,“新增、應用、附著”)是一種人工裝置,用於替代因創傷、疾病或先天性疾病而丟失的肢體部分。矯形器(希臘語:Ορθός,ortho,“矯正”或“對齊”)是一個專門領域,與矯形器的設計、製造和應用有關。矯形器(複數:矯形器)是“一種外部應用的裝置,用於改變神經肌肉和骨骼系統的結構和功能特徵[9]”。矯形器和假肢(O&P)由各種型別的材料製成,包括熱塑性塑膠、碳纖維、金屬、彈性材料、織物或具有類似效能的複合材料。一些設計可以在當地零售商處購買。其他則更具體,需要醫生開具處方,醫生會根據患者的要求為其安裝矯形器。矯形器技師和/或假肢技師是醫療保健專業人員,他們設計、測量、製造和安裝矯形器和假肢。矯形器技師和假肢技師在主要教學醫院、康復中心和社群的特殊部門工作。他們努力透過提供最合適的矯形器或假肢治療來放大客戶的功能和舒適度。O&P 結合了人體解剖學和生理學、生物力學、生物材料等的知識。

矯形器和假肢的現狀

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上肢假肢系統

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上肢假肢根據截肢部位提供多種選擇:肩關節離斷、肱骨截肢(肘以下)假肢、肘關節離斷、橈骨截肢(肘以下)假肢、腕關節離斷、全手、部分手、手指、部分手指。

  • 被動功能/美容裝置
  • 身體動力/傳統裝置
  • 肌電/外部動力裝置
  • 混合裝置
  • 適應性/娛樂性裝置

下肢假肢系統

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下肢假肢用於各種截肢部位。這些包括髖關節離斷、股骨截肢(膝以上)假肢、膝關節離斷、脛骨截肢(膝以下)假肢、踝關節離斷、足部、部分足部和趾部。

矯形器和假肢的新技術

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世界各地的 O&P 培訓

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康復工程原理

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人類活動輔助技術模型。

HAAT 模型的“輔助技術”分為四個部分:人機介面處理器活動輸出環境介面人機介面表示人與技術裝置之間的接觸。處理器,在本例中是開關,是機械或電氣連線,用於中繼或解釋來自介面的資訊,以便完成所需的任務。活動輸出在三個基本效能領域內分類:日常生活活動、工作和生產性活動以及玩耍和休閒活動。環境介面是裝置輸出與環境輸入之間的聯絡[10]。HAAT 模型中最後一個但必不可少的因素是輔助技術所支援的活動發生在社會、文化和物理環境中。

進一步閱讀

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康復研究與發展雜誌

康復醫學雜誌

北美康復工程與輔助技術

康復工程研究中心列表

參考文獻

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  1. 1973 年康復法案 P.L. 93-112
  2. a b 康復研究與發展雜誌,第 39 卷第 6 期,第 1-10 頁
  3. 臨床假肢與矯形器,第 6 卷第 2 期
  4. 授予 Roy Bloebaum 博士的保羅·B·馬格努森獎
  5. 1988 年殘疾人技術相關援助法案,29 美國法典第 2202 節(西,1988 年)
  6. Meadows, J. E.(1993 年)住宿、無障礙和輔助技術:賦予殘疾人權力的指南。印第安納州特雷霍特:布魯姆伯格跨學科特殊教育研究中心。
  7. a b Moore, J.(1991 年)技術不是魔術。特殊父母;1991 年 10 月/11 月,第 60-62 頁。
  8. a b Philips, B. 和 Zhao, H.(1993 年)。輔助技術放棄的預測因素。輔助技術。5(1):36-45。 無效 <ref> 標籤;名稱“test”在不同的內容中被多次定義
  9. ISO 8549-1:1989
  10. Cook AM, Hussey SM。輔助技術:原理與實踐。巴爾的摩:Mosby; 1995。
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