看到“独脚潘”成就的同时,我也想到了两个人,一位是凭借假肢登上珠峰的中国登山家夏伯渝。另一位是南非“刀锋战士”、“世界上没有腿跑的最快的人”奥斯卡-皮斯托瑞斯(Oscar Pistorius)。我觉得他们所代表的突破极限的残疾人,都是钢铁侠。
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科技打破死板印象
在我们过去死板的印象里,截肢不仅意味着运动生涯的结束,而且往往意味着生活上的种种不便。然而今天这些我们所谓的残疾人,却创造出了很多常人都无法企及的高度。我想这不仅是科技的进步,更是人类强大意志力的体现。
夏伯渝
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而今迈步从头越
在肢体遭受创伤遭受截肢后,患者的生理和心理在很长一段时间都会是异常状态。早期截肢后,患者往往会面临创口恢复、肌肉萎缩、临近关节挛缩、身体代偿等问题。机体稳定后,患者仍需要进行很长一段时间的适应才能回归正常的生活。如果想要恢复相对正常的步态,甚至恢复运动功能,那也少不了假肢的帮助。
A: 早期假肢VS现代假肢
早期的假肢会选用木材、皮革以及少量金属等材料制作而成,患者不仅佩戴假肢困难、不适,而且所恢复的肢体功能十分有限。
现代假肢会使用更多高科技材料,使得患者可以更快更好的恢复功能,但往往也需要一段漫长的康复过程。
皮斯托瑞斯与他的高科技假肢
B: 为恢复运动能力的艰难努力
佩戴假肢后,患者会出现明显的步态异常,因为相比于正常肢体,假肢目前还难以模拟真正的人体运动模式,而且自身肢体对于假肢的配合,也就是从新适应新的“肢体”,也需要改变固有的运动模式。
正常人在做运动时,首先经由大脑意识“产生”电信号,然后经由神经传输电信号到目标肢体,电信号会刺激相关肌肉组织,使得肌肉产生收缩,从而带动关节及肢体运动。在肢体运动的同时,肢体中存在着的无数感受器还会实时收集数据,比如力、方向、空间位置、速度、加速度等信息,在瞬间传回到大脑经由复杂“计算”后再对下一步动作采取策略。这种反馈机制使得我们人体可以做出平衡、跑跳的功能。佩戴假肢的患者对于以上通路,都必须进行特殊的针对性训练,才能达到心理预期的功能。
健全肢体神经传导控制示意图
除此之外,佩戴假肢的患者,因为力学结构改变,还需要重新训练被截肢肢体末端与假肢的契合,比如负重与平衡。负重后,假肢所传导的压力会经由患肢末端的皮肤、软组织、肌肉组织、骨组织,然后继续向上传导,比如膝→髋→骨盆→脊柱等。然后机体会把这些数据整理好,传输回大脑,大脑再计算好后一步的策略,逐步回馈给肢体末端,肢体末端再带动假肢进行新的动作,整个过程在极短的时间内无数次的反复交互,我们才能通过这个假肢站稳。
科技助力越来越多的截肢运动参与极限运动
这个过程就需要进行漫长的训练。再比如本体感觉,截肢患者需要训练自己知道假肢目前所处的空间位置,以及各种力的向量,说白了,就是要知道我下一步要往哪儿踩,要用多大力踩,踩的时候发力方向是怎样的。这也需要漫长的过程才能重新学习。
所以说,对于佩戴假肢者恢复到运动功能是需要付出极大努力的。
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未来可期
外骨骼系统,或将成为辅助障碍人士的有力工具
“独脚潘”完成后,旁人说这个记录恐怕不会有人打破了。而“独脚潘”却说,记录就是被用来打破的。正如“独脚潘”一样,人类对于未来的探索永远不会止步。
如今我们耳熟能详的诸如“钛合金”、“碳纤维”材料,在未来肯定会继续突破更轻更强的界限。
NIKE的跑鞋所采用的NEXT%技术使得跑者可以获得更好的成绩。
波士顿动力公司的复杂动作机器人
波士顿动力公司(Boston Dynamics)经过十多年的研发,使得自己的机器人不仅可以完成和人类一样的跑跳运动,甚至可以轻松完成各种体操运动,包括后空翻。
未来智能假肢构想图
马斯克的脑机接口标志着人类于机器的交互上升了一个维度。
目前,我们已经运用的技术可以使得假肢可以接受末端肢体的生物电信号,从而完成假肢关节的运动。
不久的未来,我们就可以直接通过大脑意识,来“指挥”我们假肢的运动了。
我称之为“钢铁侠”时代。
【作者简介】
黄涛 北京云翳互联康复科技有限公司 CEO、骨间康复创始人
原北京大学第三医院,运动医学科,康复医学与治疗技术专业康复治疗师。
图/Pinterests The Robot Report The News Review Max户外TV 夏伯渝
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