年人工膝關節行業技術分析：國內推動人工膝關節行業技術不斷發展在2025年，人工膝關節行業技術正處于快速進展與變革的階段。隨著科技的不斷進步以及截肢患者對生活質量要求的提高，人工膝關節技術的創新與突破成為行業關注焦點。從簡潔的被動式結構，到如今融合多種先進技術的智能產品，人工膝關節行業技術在提升患者生活便利性與舒適性方面取得了顯著成果，但也面臨著諸多挑戰與問題。

一、人工膝關節技術進展歷程

(一)被動式人工膝關節的阻尼智能調控演進

早期的智能人工膝關節以被動式氣壓膝關節為主。這類膝關節能夠借助假肢關節內部或健肢上的傳感器，實時測算穿戴者的行走步速。通過將步速劃分為不同等級，自動掌握執行機構對氣壓缸阻尼進行參數設置，使搖擺相的搖擺速度與穿戴者行走速度相匹配，讓步態更為自然。不過，其掌握方式多為開環掌握，“智能”程度有限，僅實現了步速跟隨功能。目前，國內已勝利研制出類似原理的產品并實現產業化。

為應對簡單路況，后續研發基于多種傳感器信息，開發簡單的路況與動作識別算法。此時的代表性產品采納液壓缸作為阻尼元件，相比氣壓缸，液壓缸體積更小，阻尼變化響應更快，承重時支撐性更好。這些人工膝關節利用角度、力矩、加速度等多種傳感器，綜合推斷使用者的行走速度、步態相位以及突發狀況。在支撐期供應足夠阻尼保障穩定性，搖擺期依據步速調整阻尼，突發狀況下也能做出相應阻尼掌握，還可依據患者步態需求設定特定工作狀態，如上下樓梯、斜坡行走等。

在阻尼掌握實現方式上，氣壓缸和液壓缸通常通過執行機構調整連接氣(液)室之間通路的閥門開度來調整屈伸阻尼，不同產品在缸體數量、通路及閥門設計上存在差異。此外，還有利用電/磁流變液調整關節阻尼的產品，其原理是電/磁流變液在不同電場、磁場作用下轉變黏稠度，進而轉變液體在液壓缸內流通的阻尼。國內部分高校曾開展相關討論，但受材料穩定性、阻尼變化響應速度及變電壓等因素限制，成果距實際應用有較大差距，未能形成產品。

(二)主動式人工膝關節的仿生運動掌握探究

主動式人工膝關節近年來成為討論熱點，因其能在簡單路況下的費勁動作中為穿戴者供應主動助力，減輕行走負擔。其代表產品不僅能關心使用者從座椅站立，還能在上坡、爬樓梯時主動發力。國內外高校和科研機構雖已開展設計和掌握方法討論，但產品尚未問世。

純主動式掌握一般采納電機驅動關節屈伸運動，但電機在關節運動中需持續運行，且在起立、上下樓梯等動作時需較大驅動力，導致耗電量極高，電源問題成犯難以突破的瓶頸。因此，主被動混合式人工膝關節假肢討論興起。例如，部分產品有驅動和非驅動兩種工作模式，驅動模式下電機主動驅動關節運動，非驅動模式則依靠液壓缸阻尼實現被動運動。這種結合方式既能在需要大力矩時助力，又能節省能源，成為當前討論熱點。

(三)基于人體生物信息的人工膝關節智能掌握進展

目前的人工膝關節產品，無論主動式還是被動式，大多以角度、力、加速度等物理信息作為掌握源。然而，物理信息反映人的運動意圖存在滯后性。腦肌電等生物信號能直觀反映運動意圖，且先于動作發生，對需與人體緊密協作的人工膝關節而言是抱負的掌握信息。

《2025-2030年中國人工膝關節行業市場調查討論及投資前景分析報告》指出，腦肌電掌握上肢假肢技術已相對成熟，但下肢假肢掌握更為簡單。下肢運動連貫，受步速、路況等多種因素影響，且需在完成動作時保證身體穩定支撐，對掌握精確?????性要求極高。自上世紀80年月起，國外就有學者嘗試將肌電信號應用于人工膝關節掌握，但成果未投入使用。本世紀以來，國內也開展了相關討論，包括利用肌電信號識別動作、路況、步速，以及討論肌電信號與物理信息的對應關系。但受殘疾人肌電采集方法、個體差異性、掌握識別精確?????性和實時性等因素限制，討論結果尚未應用于實際產品，不過為將來應用奠定了基礎。隨著生物醫學和腦肌電掌握技術的進展，生物信號掌握下肢假肢有望在不久的將來實現。

二、國內人工膝關節技術現狀與問題

經過多年進展，我國在人工膝關節技術方面開展了大量討論，初步構建起研發技術體系，在膝關節仿生氣構設計、假肢生物力學、智能假肢多信息融合掌握技術、基于生物信號的運動識別技術等領域把握了一批自主學問產權技術。但與國際先進水平相比，仍存在較大差距，尤其是在產品化方面。

(一)人工膝關節生物力學基礎討論薄弱

對假肢生物力學的基礎討論不足，人工膝關節機構設計缺乏與人體生物力學以及臨床應用的深度結合。例如，對正常人體和截肢患者的運動生物力學規律討論不夠深化，未充分探究截肢者運動過程中對人工膝關節的功能需求，以及截肢者個體差異、不同裝配技術對假肢應用性能的影響。若不能從根本上明確這些理論依據，設計出的產品難以全方位滿意使用者的實際需求。

(二)人工膝關節仿生氣構設計創新匱乏

國內人工膝關節產品的機構設計多仿照國外思路，連桿機構設計常通過修改參數來滿意穩定性和敏捷性要求，缺乏實現特定功能的創新設計。比如，較少探究拋開現有連桿機構和阻尼缸形式，通過模擬人體關節、肌肉作用方式設計新型機構以實現功能。此外，氣(液)壓缸的相關參數設計普遍缺乏標準和理論依據，難以實現突破性創新。如何依據人體下肢運動生物力學討論，確定假肢與人體運動參數的對應關系，設計出符合人體膝關節運動規律的阻尼缸，是亟待解決的關鍵問題。

(三)智能人工膝關節多信息融合掌握技術討論欠深化

國內在人工膝關節智能掌握方面主要基于傳感器信息進行步態識別，理論討論雖取得肯定識別效果，但對下肢運動簡單狀況下的最優掌握策略討論不夠深化。這導致智能膝關節的掌握和信息識別僅為簡潔對應關系，在突發狀況和簡單動作時難以實現抱負掌握效果，患者使用的平安性也難以充分保障。

(四)人工膝關節零部件加工及組裝工藝水平低

受氣(液)壓缸密封技術、熱處理工藝、軸承等關鍵零部件質量掌握的限制，國內人工膝關節產品質量和使用性能難以大幅提升。產品的基本結構和部件性能直接影響智能掌握效果，這些問題已成為制約人工膝關節技術進展的瓶頸，急需突破。

三、人工膝關節行業技術進展展望

回顧國內外人工膝關節技術的進展歷程，其技術進步與相關應用技術的成熟親密相關。隨著截肢者對假肢功能和性能要求的不斷提高，交替上下樓梯已成為當前智能人工膝關節追求的主要功能之一，主動式及主被動混合式人工膝關節也漸漸成為討論重點。同時，隨著神經接口掌握技術的日益成熟，利用腦肌電等生物電信號掌握下肢假肢將成為將來討論和進展的熱點趨勢。

目前，國內在人工膝關節各方面技術討論上并不落后，但對使用者需求的基礎理論討論和臨床應用討論不夠深化，致使產品設計缺乏理論支撐，創新性不足。在將來的討論中，應進一步加強相關基礎討論，為人工膝關節的設計供應有力支持，推動人工膝關節行業技術不斷進展，更好地服務于截肢患者，提升他們的生活質量。

更多人工膝關節行業討論分析，詳見中國報告大廳《人工膝關節行業