1、福利器械是不是福利用具?
福利器械是福利用具之一,是残疾人恢复正常生活的器械、自助用具、日常生活用具、辅助用具、看护用品等的同义语。即为残疾人或瘫痪老人等进行治疗训练的器械,可代替人体部分丧失功能,提高残疾人生活质量。
随着人口的老龄化,对福利器械的呼声日益高涨。福利器械的具体功能如下:
①器械的性能、功能与使用者的要求相吻合;
②便于看护人员、使用者的家属进行管理和操作;
③适合住宅条件使用;
④有短期使用的器械,也有长期使用的器械;
⑤购买后可与家属共用;
⑥售后服务、制度等可自由选择;
⑦购买二种以上器械时,更能有效地发挥器械的相互作用。
欧美国家可以说基本上没有瘫痪的老龄患者。这是因为在未瘫痪前可通过合适的训练与适当的护理,就可避免瘫痪的缘故。这些国家从1990年起,就积极推行“老龄保健福利十年战略(即黄金计划)”中,提出了瘫痪老人为零的作战方案。从1993年起又施行了「福利用具的研究开发及推广普及的相关法律」。所以说,前面所提的福利用具与福利器械基本上是同义语。
另外,美、德、法等国则根据专家的建议,给使用者办了公共支付手续,即使用者自已只须支付差额就可得到高性能、高质量的福利用具。挪威、瑞典的使用者则由专家帮助选择合适的用具,可通过无息贷款来解决经济问题。在日本,根据公共看护保险制度,保险支付额不足以使使用者能随心所欲地进行选择,福利器械形同虚设。
2、福利用具具有1万亿日元市场
在日本,经相关调查显示,2000年度的主要福利用具的发货状况是这样的:手动轮椅40.6万台,电动轮椅9千台,步行器、步行车也只有7.6万台。另一方面,日本在1999年举办的「大规模的国际福利器械展」上,有543家企业参展,其中来自日本以外的企业有110家,福利器械的展出数量达25000件。
据日本通产省机械情报产业局编的福利用具政策’99可知,福利器械市场规模约为10179亿日元(1997年的公共用品除外),比1998年增加了18%。另一方面,据日本贸易振兴会的调查,日本的福利用具中进口品占的比率为11.6%,约为130亿日元。然而在接下来所谈的关于日本假肢用具的调查报告中则刚好相反。
3、关于日本假肢用具的调查报告
2001年,日本假肢协会以“关于日本国产假肢用具的实际状况”为主题,进行了为期1月的调查,结果如下:
问题1日本产假肢用具材料与进口材料相比,孰优孰劣?
认为“好”的占33.3%,“不好”的占33.3%,“相等”的占20.1%,其它占13.3%。原因可能有三:日本的假肢材质并不比国外差,但事实上进口品的使用频率高;需求情报不准,日产品尚未普及。即便是日本开发的最得意的商品,仍是外国产的吃香。
问题2日本产的假肢不好的理由?
回答性能差与设计性差的占43%。事实上,进口品在性能与设计上的确是略胜一畴。其中,14%的人认为日产的品质(材质)不好。说具体点就是材质差,假肢用具的开发能力有限,且与用户需求的材质不符。
问题3日产假肢用具中最好的材料是什么?
金属材料26.9%,高分子材料(塑料)占19.3%、复合材料、碳纤维、橡胶材料的基本相同,各占15.4%,陶瓷材料占3.8%。
问题4对日产材料的最迫切的希望是什么?
应继续实行多品种,少量供应体系;假肢用具的零件也应使用钛;即便是日产品比国外的好,但实际上使用的仍是进口品;希望钛的成本能低一些;希望再轻一些;应重视国产材料的应用。
4、轻量化的钛所面临的挑战
在日本,福利器械多从欧美国家进口,今后这种进口风还会加剧,原因有很多,但主要是日本制造的假肢用具、福利用具的厂家多为中小企业,且较分散。即便是大企业制造,也不能做到有求必应。中小企业拥有独门技术,但无论如何努力,也不能开发出好的材料。欧美国家的通用型设计较普及,常常不分健康人、老人及残疾人,可批量化生产,能大幅度降低成本。福利用具材料的重要课题是轻量化,最常用的自然是铝合金,且相当成功。但是不是所有部位都可用铝合金代替。铝合金轻,但强度不足,对要求强度的部位依然使用的是不锈钢。在这种情况下,钛自然是最佳材料。由图给出的各种金属材料的拉伸强度与经强度的关系显显示:同一比强度(拉伸强度/比重)中,如以125MPa/gcm-3为标准,铁是铝的3倍,钛的3倍。由此可知,铁基是最不适合的。另一方面,500MPa强度时,铝合金又是最好的,但强度超过600MPa时,铝就不行了。要求200MPa/gcm-3比强度时,铝就不能用了,这时只有选择钛合金。
5、自助用具材料的实际状态
由于疾病、老龄化的缘故,人体的功能开始衰退,导致一些动作不能完成,但如果借助于外物,生活照样能够自理。这样的实用型用具可称之为自助用具。如上肢手指的功能不健全时,就可使用自助用具,使残存的功能得到极致发挥,可以握住吃饭用的勺子、叉子,完成扣纽扣等较难动作,还可操作计算机键盘。尤其是手变形较重的慢性风湿病,可协助其完成日常生活动作。
5.1勺子及叉子
用作自助用具的金属材料主要有铝、硬铝(杜拉铝)、不锈钢、琴钢丝、纯钛等。很久以前就认为钛及钛合金是自助用具的最佳材料,尤其是最近日本某厂商生产了3种勺子,1种叉子已开始销售。它们的重量约为12~17g,单价约为1200~1300日元,比不锈钢制品还便宜。
自助用具的勺子、叉子,轻量化是必须条件,易握,易捧(掬)、易入口、也很重要。特别是勺子与勺把部分必须是上下、左右自由弯曲。把细不易握时,可用海绵等将其加粗一些。钛制的勺子尤其适合女性、残疾人及老人。
6、装具
假肢装具用语一般很难理解。“假肢”是指由于交通事故、战争、火灾等原因四肢的一部分受损时,为了恢复手、脚的形态或功能而安装的人工手、脚。“装具”是指由于手、脚、脊柱骨的功能受损,为了减轻受损程度而使用的辅助器具。根据使用部位可分为上肢装具、下肢装具、脊柱装具等。
6.1长下肢装具
该装具用于膝关节稳定性差的人。因此,膝部采用Lock组装结构固定,坐下时,松动锁,使膝关节弯曲。目的是从大腿部到脚底保持站立(固定相当于并节的部分),预防或矫正拘缩变形,抑制不随意运动,支持体重,除去载荷等。膝接头采用的方式有环锁式、瑞士锁式、转盘锁式。足接头是重要的零件之一。支柱材料是用塑料或金属制造的。塑料制的优点是轻、步行时无任何杂音。金属制的强度好,缺点是杂音大。从材料强度看,塑料属弱势材料,必须加大断面积,这样一来,重量也随之增加。铁、不锈钢较重。铝合金、塑料制的体积较大,于是钛便出场了。说到体积大,如强度为15kgf/mm2时,自然使用铝,但铁的强度为60kgf/mm2,铁的断面积为0.25mm2。即使用60kgf/mm2强度的铁,断面积减少到1/4,可防止体积过大。具体地说,制作股关节等高强度零件时,无论从强度还是轻量性看,钛是最佳选择。
6.2ペステス病装具
ペステス病就是指大腿骨的股关节(骨头部)发生骨髓炎,从4~5岁~10岁的男孩易患此病,膝、股疼痛一直延伸到足部。由X射线相片显示:骨头部的血液循环不好,骨坏死。随着血液循环的恢复,坏死的部分被吸收,到正常骨的产生大概需要1~2年。这期间,要防止不结实的骨再度变形,自然要进行长时间治疗。治疗该病时多采用不给股关节施加体重的牵引疗法,安装除载装具(用骨盘承受体重的装具)。该装具(即SPOC装具)使股并节可以外转、内旋、将患病骨头深深地固定在铸型的石膏内,使坏死骨头变成接近球形的骨头。SPOC装具使患病股关节固定在可弯曲300,外转300,外旋300,的松驰肢位,使患者可以步行,可以运动。安装周期平均为10.8个月。
7、假脚
关于对假脚的改进进行了市场调查,调查结果不同于假手。呼声最高的是轻量化占48.2%,结实耐用占30.2%,重视外观只占7.6%。
7.1模拟假脚(骨格构造假脚)
模拟假脚也可以称为骨格构造假脚,模拟系由各种各样构造的零件组合而成,使用者可处于最佳舒适状态,达到与人体的匹配。模拟型大腿假脚是由窝关节、膝接头、足接头及足部组合成的。窝关节能承受体重,完成步行动作。更可将断肢末端的活动力传播给假脚,控制假脚的活动,使人与机械的接触面达到和谐统一。膝接头可代替生理性膝关节,由荷载制动组成。
抬脚时增加了一定的摩擦,放脚时足部的振动方向接近正常运动,站立时凭借附加的载荷,增加了更强有力的摩擦,限制了膝关节的弯曲,且可由抬脚/站立时的摩擦力可因人而调整。总之膝接头和足部特别重要,经过一系列改进,使会走路的大腿假脚成为可能。
7.2训练用假脚
为了恢复截肢者的正常生活,等截肢部位的伤治愈后尽早安装假脚,可预防断肢末端的弯曲外转萎缩,以尽早回归社会。因此尽可能早地开始残存功能强化,断肢末端训练等的假肢安装前训练。自然就有训练用假脚。无论再新潮的假脚如果不正确安装,它的功能就不能最大限度发挥。即会成为步行异常的原因。因此必须进行正确安装假脚的训练与假脚安装时的训练。钛自然有在重视轻量的模拟用假肢的膝关节部分。与不锈钢制的相比,约轻30%。
7.3小孩用骨格假脚
小孩因不同于大人,所以其用假脚的膝关节零件的强度、持久性、构造设计及材料选择要特别注意。适用于先天性下肢畸形儿的骨格构造假脚,在临床上采用钛合金制造膝接头部、骨格部用铝合金制作。
7.4游泳用小腿假脚
福利器械用钛,尤其在抗海水及盐分的耐蚀性环境中的游泳用假脚特别引人注目。这里介绍一下游泳用小腿假脚。小腿截肢者(膝—足关节间的截断)后同样能享受到游泳的乐趣。安装假脚的目的在于在水中,水边使二脚步行成为可能。开发该假脚时,游泳时的平衡性自然在考虑范围之内,但将着眼点放在了游泳速度的提高上。制作这种小腿用假脚时,除弹簧材及销钉外,其余均采用切削钛(RNT410)来制造。
7.5多轴足部用冲击缓和型鞋跟
骨格构造假脚的足接头的一部分使用了钛材。在足接头的近部位安装了钛制棱锥(27g)。鞋跟部使用了碳层压纤维、叠板弹簧及泡沫聚氨酯。
7.6带支柱的膝盖骨(连接器)
在骨格假脚膝接头的上部装入转盘,且在大腿断肢末端部放入了窝关节。比如假肢装具零件窝关节部分安装了带支柱的转盘,以便将其连接起来。窝关节是用钛材制作的,把手是用铝制作的,比钢制的轻了约35%。
8、轮椅
最近,钛制轮椅作为福利器械在迅速普及。钛制轮椅超轻,每架轮椅重只有8kg,而铝制的标准轮椅的重量约为10.5~12kg。管子自不必说,把手、轮幅、脚轮等几乎所有的金属部分均是用钛制作的,且价格不是很高。
9、自携式水中呼吸器潜水升降机的制作
近年来,为了提高残疾人的生活质量,积极组织他们参加体育活动。自携式潜水就是其一,目的是让残疾人积极融入社会体育运动、户外运动,体验到正常生活的乐趣。借助于水的浮力,离开轮椅的人也可在水中嬉戏。然而耳聋患者多用手语,在水中比健康人危险得多。但他们对声音、水压的变化相当敏感,所以也可以享受到水中的乐趣。
自携式潜水升降机的使用环境条件一般情况下利用出租渔船即船式潜水(从渔船上入水及上岸)。可充分利用腐蚀性优良,轻量且刚性好的钛材。升降机利用倾斜式滑子,容易普及。通过铝合金与钛合金的复合化,可实现轻量化。
10、结束语
对福利用具的不满主要集中在价格上。手动轮椅,德国的价格最高,瑞典、法国、英国制品均比日本制品便宜。电动轮椅法国、英国比日本高出1.5倍,瑞典、德国便宜。看护用床等则是日本制品价格高。自行车、杖等日本制品只有进口品的一半以下。所以应考虑设计出通用型。美国的通用型设计是针对越南战争中许多成为残疾的军人设计的,以帮助他们迅速回归社会。北欧的通用型则是针对老龄化社会的。一般情况下,生产的量小,品种多时,成本较高。
美国的设计遵循以下原则:
①谁都可以使用;
②使用方法可供选择;
③使用方法简单易懂;
④必要的信息易懂;
⑤没有失败、危险的设计;
⑤使用不费力;
⑥使用空间大。
总之,钛及钛合金由于其优良的特性,是假肢用具的最理想材料。但即便是通用型设计能够面世,仍然要接受市场经济最严峻的考验。希望钛制品能够发扬光大。