第七节 康复工程概述
康复工程是工程技术人员在全面康复和有关工程理论指导下，与各个康复领域的康复工作者，残疾人、残疾人家属密切合作，以各种工艺技术为手段，帮助残疾人最大限度地开发潜能，恢复其独立生活、学习、工作、回归社会、参与社会能力的科学。
用工程的方法和手段使伤残者康复，促使其功能恢复，重建或代偿，是康复工程在康复医学中的主要任务。对由于脑血管意外和脊髓损伤，以及意外损伤造成的肢体伤残者，借助工程手段是主要的，有时甚至是唯一的康复方法。例如对各种原因造成的截肢的患者，他们肢体功能的恢复和代偿将主要依靠工程的方法来实现。因此，康复工程在康复医学中占的重要地位，起着不可代替的作用。从这意义上说，一个国家康复医学水平的高低与康复工程技术的发展水平有密切关系。
把残疾人使用的、特别生产或一般有效地防止、补偿、抵销残损(Impairment，病损)、残疾（Disablity）,失能）或残障（Handicap）的任何产品、器械、设备或技术系统均称为残疾人辅助器具。一般又称为“康复器械”(Rehabilitation Devices)。
一、医生在临床康复工程服务工作中的任务
康复工程服务的主要手段是提供能帮助残疾人独立生活、学习、工作、回归社会、参与社会的产品，即康复工程产品或称残疾人用具。残疾人用具从残疾人实际康复中提出问题，界定问题，提出设计，进行试制，临床试用，使用效果信息反馈，产品鉴定到批量投产，产品咨询，产品使用指导等，是个系统性工作。为做好残疾人用具的服务工作需要康复工作者，特别是医生在康复工程技术人员的分工合作。残疾人用具临床服务工作中，医生的主要任务是：
（一）在熟悉残疾人、患者情况的基础上根据残疾人的总体治疗或康复方案开出假肢、矫形器、轮椅等残疾人用具处方。要求处方中写明诊断、残疾人用具品种、规格要求。如果是订制品则应写明关键部件选择和装配中的具体要求。
(二)让患者了解使用处方用品的使用目的、使用必要性、使用方法和使用中可能出现的问题，以提高患者使用的积极性，保证使用效果。
（三）负责所有用具的临床使用检查工作，以确保临床使用效果。
（四）残疾人用具使用效果的随访和提出修改意见。
二、残疾人辅助器具的分类
残疾人辅助器具牵涉到人类生存发展的众多领域。不过从学科上来看，它还是属于生物医学工程中的康复工程（Rehabilitation Engineering）范畴，又是现代康复中不可缺少的一个重要部分。在行业上，残疾人辅助器具既同医疗器械相互交叉，又是一个由一些相对独立的生产厂家及销售渠道构成的新兴行业。随着现代科学技术的发展及各学科领域的相互渗透，这一行业也得到了相当快的发展。当前，世界上已经为残疾人建立了多种特殊的界面/接口设备，并初步形成了衣、食、住、行、休闲娱乐、社会交往、教育、就业和创造发明等生存发展全方位多层次回归社会的辅助器具体系。国际标准化组织（ISO）在1992年颁布了国际标准ISO-9999《残疾人辅助器具分类》（Technical Aids for Disabled Persons-Clasification），将残疾人辅助器具分为十大类：
1．治疗和训练辅助器具
2．矫形器和假肢
3．生活自理及防护辅助器具
4．个人移动辅助器具
5．家务管理辅助器具
6．家庭及其他场所使用的家具及配件
7．通讯、信息及信号辅助器具
8．产品及物品管理辅助器具
9．环境改善辅助器具和设备、工具及机器
10．休闲娱乐辅助器具
三、常用残疾人辅助器具简介
（一）治疗和训练辅助器具
治疗和训练辅助器具同一般医疗器械及健身器材最大的不同是在一般的基础上，加上一个残疾人能够识别与操作的特殊设备，以利于残疾人独自使用。
1．呼吸辅助治疗辅助用具，如通风机、人工呼吸装置、制氧机、呼吸肌训练器等。
2．循环系统治疗用具，如抗水肿弹力压力袜、正负压治疗仪、压力衣等。
3．光疗设备及防护用具。
4．腹部疝气带
5．透析治疗设备，包括水质净化和软化设备。
6．刺激器，如心脏刺激器、肌肉刺激器。
7．冷热治疗设备。
8．压疮预防辅助用具，如防压疮坐垫、防压疮定时闹钟、防压疮床垫。
9．感觉训练辅助用具。
10．视觉训练器。
11．信息交流治疗用具。
12．言语训练设备。
13．语言训练设备。
14．运动、肌力、平衡训练用具，如训练和测力自行车、平行杠、站立架。
15．手指和手的练习器械，上肢和躯干练习器，斜板，运动、肌力、平衡训练，生物反馈装置。
16．训练用节制性助具，如节制用闹钟。
17．性活动辅助用具，如女性性器官按摩器、电动震振器、人工阴茎辅助器、男用器官刺激。
（二）矫形器和假肢：
1．矫形器：
用于人体四肢，躯干等部位，通过力的作用以预防、矫正畸形，治疗骨关节及神经肌肉疾患并补偿其功能的器械。
（1）目的：
①辅助排列；②限制运动；③调整排列；④模拟身体某部位功能
（2）矫形器的基本作用
①稳定和支持通过限制关节的异常活动或运动范围，稳定关节，减轻疼痛或恢复承重功能。
②固定和保护 通过对病变肢体或关节的固定促进病变痊愈。
③预防和矫正畸形。
④减轻承重 可减少肢体、躯干的长轴承重。
⑤改进功能可改进站立、步行、饮食、穿衣等各种日常生活。
（3）矫形器的统一命名与分类
1972年美国国家假肢矫形器教育委员会提出了矫形器统一命名方案，
1992年国际标准组织（ISO）把上述方案确认为国际标准（表3-7-1）
表3-7-1 矫形器统一命名方案
| 矫形器中文名称 | 英文缩写 | 英文名称 |
| 足矫形器 | FO | Foot Orthosis |
| 踝足矫形器 | AFO | Ankle Foot Orthosis |
| 膝踝足矫形器 | KAFO | Knee Ankle Foot Orthosis |
| 髋膝踝足矫形器 | HKAFO | Hip Knee Ankle Foot Orthosis |
| 膝矫形器 | KO | Knee Orthosis |
| 手矫形器 | HO | Hand Orthosis |
| 腕手矫形器 | WHO | Wrist Hand Orthosis |
| 肘腕矫形器 | EWHO | Elbow Wrist Hand Orthosis |
| 肩肘腕手矫形器 | SEWHO | Shoulder Elbow Wrist Hand Orthosis |
| 颈矫形器 | CO | Cervical Orthosis |
| 胸腰骶矫形器 | TLSO | Thorax Lumbar Sacrum Orthosis |
| 腰骶矫形器 | LSO | Lumbar Sacrum Orthosis |
(4)材料 常用材料有金属（钢材、铝合金等）、塑料、皮革、橡胶和纤维五大类。近年来，随着各种新型材料，特别是各种高温及低温热塑性塑料板材广泛应用于制作矫形器，不仅增强了许多矫形器新品种，同时也在结构上，外观上以及作用力的合理分布等方面有了较大的改进。
（5）下肢矫形器：主要用于辅助治疗神经肌肉疾患、骨与关节疾患。常用品种有：
①金属条AFo 采用钢或铝合金踝铰链，根据需要选用踝铰链的止动、助动装置，以制止踝关节背屈或趾屈或用弹簧矫正跖屈畸形。
②塑料布AFo 功能类似上述的，特点是轻便、外观好、易清洁，但矫形力量、耐用性不如前者。
③KAPo 亦有金属条、塑料、混合型之分，多设有膝铰链和膝锁。步行中锁住，坐下时打开。多用于小儿麻痹后遗症下肢肌肉广泛麻痹者使用。
④负荷性下肢矫形器主要作用是减少下肢承重，维持或矫正骨与关节的对线，常用于促进骨折愈合。有髌韧带承重矫形器和坐骨承重矫形器之分。
⑥辅助治疗先天性髋脱位的矫形器如巴甫力克吊带、罗森氏夹板、蛙形外展矫形器。
（6）上肢矫形器：主要作用是保护麻痹的肌肉，防止拮抗肌挛缩，防止或矫正关节畸形，改善功能。常用的有：
①手矫形器（HO）如伸指矫形器、屈指矫形器、屈掌指关节矫形器、短对掌矫形器等。
②腕手矫形器（WHO）如护腕、腕尺侧偏矫形器、偏瘫腕手矫形器、关节驱动握持矫形器。
③肘腕手矫形器（EWHO）有带肘铰链、不带肘铰链之分，不带肘铰链的可固定肘关节于90°功能位。主要适用于辅助治疗肘关节结核等慢性炎症。
④肩肘腕手矫形器（SEWHO）固定肩关节于外展45～80°、前屈15～30°、内旋15°、屈肘90°、伸腕30°的功能位，用以减轻肩关节周围肌肉韧带负荷，保护肩关节。
⑥平衡式前臂矫形（BFO）亦称为轴承式前臂矫形器，主要适用于肩肘关节肌肉重度无力或麻痹同时使用轮椅的病人。可以帮助病人自己进食，从事读书、写字、文娱活动等动作。
（5）脊柱矫形器：主要用于限制脊柱运动，稳定病变关节，减轻疼痛，减少椎体承重，促进病变愈合，保护麻痹的肌肉，预防和矫正畸形。常用产品有：
①金属条AFo 采用钢或铝合金踝铰链，根据需要选用踝铰链的止动、助动装置，以制止踝关节背屈或用弹簧矫正跖屈畸形。
②塑料AFo 功能类似上述的，特点是轻便、外观好、易清洁，但矫形力量、耐用性不如前者。
③KAPo 亦有金属条、塑料、混合型之分，多设有膝铰链和膝锁。步行中锁住，坐下时打开。多用于小儿麻痹后遗症下肢肌肉广泛麻痹者使用。
④负荷性下肢矫形器主要作用是减少下肢承重，维持或矫正骨与关节的对线，常用于促进骨折愈合。有髌韧带承重矫形器和坐骨承重矫形器之分。
⑥辅助治疗先天性髋脱位的矫形器如巴甫力克吊带、罗森氏夹板、蛙形外展矫形器。
（6）上肢矫形器：主要作用是保护麻痹的肌肉，防止拮抗肌挛缩，防止或矫正关节畸形，改善功能。常用的有：
①手矫形器（HO）如伸指矫形器、屈指矫形器、屈掌指关节矫形器、短对掌自顾不矫形器等。
②腕手矫形器（WHO）如护腕、腕尺侧偏矫形器、偏瘫腕手矫形器、关节驱动握持矫形器。
③肘腕手矫形器（EWHO）有带肘铰链之分，不带肘铰链的可固定肘关节于90°功能位。主要适用于辅助治疗肘关节结核等慢性炎症。
④肩肘腕手矫形器（SEWHO）固定肩关节于外展45～80°、前屈15～30°、内旋15°、屈肘90°、伸腕30°的功能位，用以减轻肩关节周围肌肉韧带负荷，保护肩关节。
⑥平衡式前臂矫形器（BFO）亦称为轴承式前臂矫形器，主要适用于肩肘关节肌肉重度无力或麻痹同时使用轮椅的病人。可以帮助病人自己进食，从事读书、写字、文娱活动等动作。
（5）脊柱矫形器：主要用于限制脊柱运动，稳定病变关节，减轻疼痛，减少椎体承重，促进病变愈合，保护麻痹的肌肉，预防和矫正畸形。常用产品有：
①围腰 有皮围腰、布围腰之分。广泛用于辅助治疗腰痛。
②屈伸控制式胸腰骶矫形器 英文缩写为TLSO（F-E），亦称为泰式韧式矫形器。
③屈曲控制式矫形器 英文缩写TLSO（F），亦称前部超伸展式TLSO。
④屈、侧屈、旋转控制胸腰骶矫形器TLSO（F-L-R），为我国标准化的铝制TLSO。质量轻，透气性好。
⑤模塑型屈伸、侧屈、旋转控制TLSO（F-E-R）是按病人身体石膏模型制作的，控制脊柱活动作用较好，但散热透气性差。
⑥脊柱侧弯矫形性TLSO 形式很多，主要适用于发育阶段治疗，Cobb角20°～40°的原发性脊柱侧弯症。原发曲线顶椎位于T[XB]7[/XB]，以下的多用腋下型矫治器。如波士顿型、大阪医大型等。顶椎位于T[XB]7[/XB]以上的多用密乐沃基支具（一种CTLSO）。需要每日使用23小时。
2．假肢
假肢是为恢复原有四肢的形态或功能，以补偿截肢造成的肢体部分缺损而制作和装配的人工手、足。在我国755万肢残残疾人中，需装假肢者45万，约占6%，假肢的设计由医师负责，使用训练由物理治疗师进行；具体使用与病人有密切联系。
（1）上肢假肢：
目的是为了在上肥大截肢后，用类似于上肢外观的假体改善外观形象，并利用残存机能或借助外力，代替部分功能。
对于上肢截肢者，其功能的代偿主要靠安装假肢。因此上肢假肢是上肢功能代偿的主要装置。在上肢假肢发展中，人们始终致力于设计功能完善、运动仿生、控制仿生和动作可靠的假肢。人手有二十多个自由度，其运动远比下肢复杂，而且受到体积的限制，因此仿生上肢假肢的设计要比下肢困难得多，目前只能做到局部仿生，即外观，局部自由度及其控制仿生。
上肢假肢按截肢部位可分为假手指、掌部假肢、离断假肢，前臂假肢、肘离断假肢、上臂假肢、肩离断假肢；按动力来源可分为自身动力源与外部动力源假手；按手的使用目的的分为功能手、装饰手、工具手。常用的有：
①功能手有手的外表和基本功能，动力来源来自自身关节运动，分随意开手、随意闭手二类。目前国内多用随意开手式的。
②装饰手为弥补肢体外观缺陷设计制作的，只起到装饰及平衡身体作用。
③工具手为了从事专业性劳动或日常生活而设计、制造的。由残肢接受控制、悬吊装置、工具连接器和专用工具构成，没有手外形，但很实用，。
④外部动力假手分电动手、气功手二类。电动手以可重复充电的镍镉蓄电池为能源，微型直流电机为动力驱动假手的开闭。按其控制方法可分为开关控制和肌电控制，后者即肌电假手或称生物电假手，其控制原理是利用残存的前臂屈肌、伸肌群收缩时产生的肌电讯号，由皮肤表面电极引出，经电子线路放大，滤波后控制直流电机的运动。肌电手开闭手随意、灵活，功能活动范围大，但结构复杂，费用高。
（2）下肢假肢使用下肢假肢的目的是为了保持双下肢等长，支持体重和行走。
随着科学技术的进步，用合金、塑料等新型材料制成各式现代假腿。在人体生物力学的启示下，专家们提出了假肢装配理论，因此假肢等已逐步成为涉及面颇广的一门学科，并不断地发展和完善。近几年在下肢假肢的研究中值得注意的是不满足于使患者站立和行走这两个基本要求，而且发展了适应不同需要的，具有各种功能的假肢。与此同时，围绕着改善患者步态、节省体力等要求，也进行了大量的工作。
常用的下肢假肢有：
①部分足假肢凡残肢末端承重功能良好的以皮革、橡胶、塑料海绵配制套状假肢即可，凡末端承重功能不良的则制成髌韧带能承重的塑料踝足矫形器式的套状假脚，以改善承重功能。
②赛姆假肢赛姆截肢术后残肥末端有良好的承重功能，锤状残肢也利于悬吊，因此外观、功能良好。
③小腿假肢 包括髌韧带承重小腿肢（PTB小腿假肢）、包膝式小腿假肢（PTS小腿）、髁部插楔式小腿假肢（KBM小腿）。PTS小腿依靠髌上环带悬吊，较适合中长残肢者使用。后二种较适合短残肢者使用。
④大腿假肢传统的多为皮革、铝板制成，现代大腿假肢多用塑料制成。其特点是接受腔为采用全面接触吸着式接受腔，近年出现软透明接受腔（ISNY式的）和坐骨包容式接受腔（IRC）可以更适合运动解剖要求和保证良好的坐骨承重，新型膝关节有承重自锁机构，气压或液压摆阻尼调节装置可帮助截肢者自行调节步行速度。
⑤膝离断假肢结构近似大腿假肢，特点是残肢末端承重，依靠骨髁大部位悬吊，功能要比一般的大腿假肢好。
⑥髋离断肢适用于半骨盆切除、髋关节离断和大腿残肢过短者（会阴下5厘米以内）。多用加拿大式髋离断假肢。除半盆切除者由于承重功能较差外，一般髋离断假肢仍为截肢者提供较好的步行、骑车功能。
（三）生活自理和防护辅助设备
这方面的辅助器具包括残疾人的衣帽鞋袜及穿脱辅助器具，双便（大、小便）收集器具、五官四肢躯干防护器具、洗漱浴洁洁身护肤辅助器具及残疾人用来测量体温、体重、身高及计时的辅助器具等。
（四）个人移动辅助器
1．拐杖 如手杖、三脚的杖、前臂拐、肘拐、腋拐、各种拐头、冰雪防滑拐头。
2．助行架 如无轮助行架，有轮助行架，交替式步行架。
3．推车、轮椅、如标准轮椅、儿童轮椅、偏瘫轮椅、截肢者轮椅、高靠背轮椅、篮球轮椅、况速轮椅、电动轮椅、各种轮椅配件。
4．移用具 如各种没板、悬吊移动设备，轮椅的上下楼梯设备。
（五）家务管理辅助器
从残疾人的生存来看，第三和第四两个方面的辅助器具主要是解决他们“衣”及自身防护和“行”的问题；而家务管理辅助器具，主要是解决残疾人“食“的特殊问题。
1．炊事用具 如单手切菜板，水果削皮器，单手炒锅架，单手开瓶器。
2．饮食用具 如夹持式筷子，防洒碗碟，防滑布，带粗把的餐具、水杯。重残人的喂食用具。
3．清扫用具 如持物钳，长把扫把，长把畚箕，吸尘器等。
4．家庭缝纫，编织工具 如专用缝纫机，编织机，剪刀，顶针，洗衣机，刷鞋用具。
（六）家庭及其他场所使用的家具及适配件这是以“住“为主的辅助器具。
1．桌子 如书桌，站立桌，床头桌。
2．固定灯 读书灯，工作用灯，台灯。
3．坐具 如可调座椅、工作椅、工作凳、站立椅子、髋关节炎症椅子、助站坐椅、高靠背椅、腿托、足凳、靠背、靠背垫。
4．床 高度可调床和不可调床，可调整躺下姿式的床，一次性尿不湿床垫等。
5．门、窗、的开闭装置 如滑动门、转动门。
6．家用升降装置 上下楼的助行架，上下楼梯的滑轨，轮椅升降台。
7．家庭安全设备 地板、楼梯防滑材料，急救信号铃，防护栏杜，煤气安全阀。
（七）通讯、信息及信号辅助器具
除了衣、食、住、行等需要一些特殊设备以辅助残疾人生存外，为使他们全面回归社会尚需建立一些信息交流设备，以辅助他们参与社会交往。这方面还包括：
1．视觉辅助器 放大镜、眼镜、双筒的望远镜、视野扩大镜、为躺着读书、看电视棱镜眼镜。
2．电-视觉辅助器如盲人语言阅读机。
3．计算机、文字处理机、打字机的输出输入和附件语言输入、打印设备，语言全盛装置，为计算机、打字机的前臂支撑器。
4．计算机、打字机和文字处理机。
5．肢残人手写辅助用具。
6．阅读辅助器 翻页器、图书阅读架。
7．盲人有声读物。
8．电话辅助用具有盲文电话机、声音放大电话机。
9．助听器有耳后式、眼镜架式、盒式、触觉助听器。
10．信号辅助用具聋人用闪光门铃，盲人用语言板时钟和表，聋人用振动闹钟。
（八）产品及物品管理辅助器具
这方面的辅助器具是为了解决残疾人就是而建立的一些操作控制的特殊设备。
1．标志和指示器如口含指标杆、光线指示器。
2．容器打开用具如开瓶、一罐头辅助器，持钥匙器。
3．环境控制系统如扫描、光控、语音、声控的环境遥控系统。
4．手操作助具如握物助具，控物助具各种操纵杆（头的、颌的、口含的）。
5．取物器 手取钳，电支取物钳。
6．定位助具吸盘，防滑垫，磁铁吸盘用具。
7．护理机器人。
8，搬物助具各种托盘，钩子，各种小脚轮车，购物车。
（九）环境改善辅助器具和设备，工具及机器
这方面的辅助器具主要是帮助残疾人改善、维护他们回归社会所遇到的空间及气候、震动、噪音、光线、空气等环境的修整、监测，调控等方面的特殊设备。
1．气候控制设备（调湿、调温、通气）。
2．空气净化器。
3．专用工作台、工作凳。
4．手工专用工具，动力设备（包括安全设备、身体保护用具）。
（十）休闲娱乐辅助器具
残疾人回归社会（全面康复）平等参与的另一方面是休闲娱乐。其中包括游戏、玩耍、嗜好、音乐、美术工艺、竞赛和体育运动等活动的辅助器具。
综上所述，国际上残疾人辅助器具在生存和发展的十个方面已有一百多类六百多种产品，初步构成了全方位多层次的枢架体系。
四、功能训练器
功能训练器是进行康复训练必要的工具，是患者进行活动的辅助设施。
利用功能训练器进行功能锻炼主要用于以下几种情况
（一）帮助恢复机体局部的运动功能
增加关节活动度，改善肌力，使感觉和运动系统的协调和统一。
（二）代偿功能
使患者残余功能得到高度发挥，适应环境和生活
（三）恢复健康和功能
逐步增强体力，改善损伤部位状况，以逐渐恢复健康和功能。
（四）作为评定功能的手段
了解患者的精神面貌，运动器官，感觉器官，各种功能受损程度及残存的功能。功能训练器械和种类很多，既有极简单的单功能训练器，也有复杂的用微电脑控制的综合训练器械。
功能训练器分类
功能训练器按其用途可分上肢训练器械、下肢训练器械、综合训练器械、起立步行训练器械和其他训练器械等，按其作用原理可分为主动训练器械和被动训练器械两大类，前者的动力源来自要训练的部位本身；后者则用训练部位以外的动力实现训练动作外部动力包括体外动力和患者健部的动力。
（一）常用上、下肢训练器械有
2．手腕旋转训练器：增强手腕及手指的轮转能力。
3．股四头肌训练器：利用不同重量的重锤和改变重锤到支点的距离可得到各种大小的阻力，以对大腿四头肌进行循序渐进的训练。
4．膝关节训练器：借助手的力量来带动患肢运动的训练，又称被动训练。
综合训练器械有：健身踏车、带微电脑的健身踏车，电脑根据患者输入的年龄、性别计算出最适宜训练的脉搏率，控制其运动量。这种设备的使用方法是先根据使用者的情况调整好座位及仪表板的高度，当使用者在座位上坐好后，将脉搏传感器的小夹子夹在耳垂上，然后在控制板的键盘上输入自己的年龄和性别，这时节拍器根据最佳脉率给出最佳节拍，使用者按此节拍蹬踏脚踏板就可达到训练目的，当需要测试体能时，只要按测试键就可在仪表板上读出脉搏率、所作的功和健康水平的评估。
此健身踏车的控制器主要由微电脑和其与机械部分的接口电路组成，夹在使用者耳垂上的脉搏传感器将训练过程中每一瞬间的脉率输入计算机。计算机将此测量值与按使用者年龄、性别计算出的最佳值进行比较并送出信号。这种信号通过接口电路调节脚踏板的扭矩和速度，使训练者的脉率始终在最佳值附近变化，使用者按照电脑给出的节拍蹬脚踏板即可调节蹬踏速度，而脚踏板上扭矩的调节是由电脑控制装在脚踏板轴上的一个变扭器来实现的。
（二）上肢综合训练器械
根据等动训练原理，训练的速度由使用者在训练前选定。训练的阻力可变，设备提供的阻力可精确地等于使用者所加的力。
训练的功率（kg.m/min）可在功率表显示器中显示出来，省去了功率的计算。
（三）步行或跑步训练器：
传动带由电机带致力，其速度可在0－25%公里/小时之间调节，传动带可倾斜一定坡度，范围在0－20%之间，活动量由速度及坡度两个因素决定。显示仪表的板面上可显示运动的速度，距离及传动带的坡度，目前在此类训练器上加上心电监视系统和记录，是装置则可用来进行对心功能的评价、缺血性心脏病的诊断等。
五、盲人辅助器：
（一）电子导盲装置
盲人，特别是全失明的盲人，在行动引导方面遇到了很大的困难。随着科学技术的发展已经研制了多种盲人行走辅助器，其中效果较好的有帮助盲人避免碰撞和辨别方向的电子导盲器。电子导盲器定向发射某种形式的能量波并以接收障碍物反射回波的方式来定位，与雷达控测飞机，声呐探测潜艇的原理相同，电子导盲器最终将环境障碍信息以某种视觉方式提供给盲人，常用的能量波有超声、激光、红外和微波，目前比较成熟的导盲器都是采用超声或激光原理。其中，超声导盲器价格较低也比较实用，因为超声波在空气中的传播速度较低，较易提取障碍距离信息和形成搜索障碍物要求的波扇面角，超声导盲器一般由换器（探头）信号处理器（电子盒）和信息输出器三部分组成。
发射换能器发出的超声波以每秒340m的速度向前方传播，遇到障碍物后形成回波接收换能器将回波转换为电信号后，由信号处理器进行处理，提取有关障碍及其距离的信息，信息输出器以可听的方式（耳机）或可触摸的方式（微型振动器）将障碍信息提供给盲人。在结构上换能器、处理器和输出器这三部分可以分置也可以合置一起。在使用方式上，超声导盲器可分为头戴式（导盲眼镜或导盲头箍）手持式（超声“电筒”）或者和探仗安装在一起的探仗等。由于习惯的手腕取向因人而异，手持式和探仗式导盲器容易产生正方向偏离前进方向的问题。此外，从保护盲人躯体最要害的部位－头、胸的角度看，头戴式导盲器也具有一定的优越性。
（二）电子信标
除了上述的主要服务于盲的行动辅助器外，还有一类能在较大范围内引导盲人行动的导盲系统。过街人行横道上的导盲音响装置就是这类系统中的较初级的实例，正在发展的一种典型的系统中的很多电子信标，散布在盲人的活动区域内。电子信标的存储器内存有说明。该信标所在位置的语言信息，信标自动或应答式地以红外线的形式发送这些信息，盲人随身携带了红外线信息接收器或询问装置就可以了解配当前所在位置和运动方向等。今后这种系统需要大量的投资、发展。
六、步态分析系统
步态分析（gait analysis）是用力学的概念、处理手段和已经掌握的人体解剖生理学知识对人体行走的功能状态进行对比分析的一种生物力学研究方法，随着科学技术的发展，由先进的传感器、高速摄像机、微型计算机等组成的综合步态分析系统，使步态分析方法得以在康复医学研究中越来越深入的开展，该系统可不受外界干扰，同时提供行走时人体的重心的空间位移、速度、加速度、地面支反力、肌肉及关节活动情况、关节内力及力距的变化等多种人体运动的信息，一个人的步态将会像体温、血压那样，从一个侧面反映出人体的健康状况和病态特征。
总之，当前先进的步态分析系统，能在定量的水平上客观地反映受试者行下次的功能状态，并用左右肢和治疗前后对比方法，对诊断、治疗方案的选定、疗效评价及残疾程度的鉴定等提供测试分析手段。