التحليل الميكانيكي الحيوي وميكانيكا المشي
يدرس التحليل الميكانيكي الحيوي القوى والحركات التي يقوم بها الجسم أثناء الوقوف والحركة، وتطبق ميكانيكا المشي هذا على عملية المشي. في الأطراف الاصطناعية والجبائر التقويمية، يوفر هذا التحليل إطارًا لفهم كيفية تغيير الجهاز لحركة المفاصل، ومتطلبات العضلات، والقوى التي تمر عبر الطرف خلال دورة المشي، كما يوفر أدوات القياس، مثل التقاط الحركة وألواح القوة، المستخدمة لتقييم أداء الجهاز.
Definition
التحليل الميكانيكي الحيوي وميكانيكا المشي هو دراسة الكينماتيكا (الحركة) والكينتيكا (القوى) للحركة البشرية، وخاصة المشي، بما في ذلك مراحل دورة المشي والأساليب المستخدمة لقياسها، وتطبيقها لفهم كيفية تفاعل الأجهزة الاصطناعية والتقويمية مع الجسم.
Scope
يقدم هذا الموضوع دورة المشي، والكميات الكينماتيكية والكينتيكية المستخدمة لوصفها، وأدوات تحليل المشي والتحليل الميكانيكي الحيوي فيما يتعلق بالأجهزة الاصطناعية والتقويمية. وهو معالجة مرجعية للمفاهيم والأساليب، وليس بروتوكولًا سريريًا لتقييم أو علاج فرد.
Core questions
- ما هي مراحل دورة المشي والأحداث التي تحددها؟
- ما هي الكميات الكينماتيكية والكينتيكية التي تصف المشي؟
- كيف تغير الأجهزة الاصطناعية والتقويمية ميكانيكا المشي؟
- ما هي الأدوات المستخدمة لقياس متغيرات المشي والميكانيكا الحيوية؟
Key concepts
- دورة المشي (مرحلتا الوقوف والتأرجح)
- الكينماتيكا (زوايا المفاصل، الحركة)
- الكينتيكا (عزوم المفاصل، قوة رد الفعل الأرضي)
- المعلمات الزمكانية (الإيقاع، طول الخطوة، السرعة)
- تخزين الطاقة وإعادتها
- التقاط الحركة وألواح القوة
- تكلفة الطاقة للمشي
Mechanisms
يوصف المشي بأنه دورة مشي متكررة مقسمة إلى مرحلتي الوقوف والتأرجح، مع أحداث مثل التلامس الأولي ورفع إصبع القدم التي تحدد الانتقالات. تسجل الكينماتيكا كيفية تحرك المفاصل؛ وتسجل الكينتيكا القوى والعزوم الكامنة وراء تلك الحركة، بما في ذلك قوة رد الفعل الأرضي المقاسة بواسطة ألواح القوة. تعمل أنظمة التقاط الحركة المزودة بأدوات، وألواح القوة، وأحيانًا تخطيط كهربية العضل معًا لتحديد هذه المتغيرات كميًا. عندما يتم استبدال جزء من الطرف أو المفصل أو دعمه بجهاز، تتغير الميكانيكا: يحدد الجهاز كيفية انتقال الحمل وكيفية امتصاص الطاقة أو إعادتها، لذا يقارن التحليل المشي المتأثر بالجهاز بالأنماط الطبيعية لتوصيف الأداء والتعويضات.
Clinical relevance
يرتكز التحليل الميكانيكي الحيوي وتحليل المشي على كيفية تقييم ومقارنة الأجهزة الاصطناعية والتقويمية في البحث والممارسة، ويوفر المفردات لوصف كيفية تأثير الجهاز على المشي. هذا المدخل هو مادة مرجعية وصفية حول المفاهيم وأساليب القياس؛ ولا يشكل إجراءً تشخيصيًا أو علاجيًا لفرد.
Evidence & guidelines
تجمع الأدلة بين الدراسات الأولية الميكانيكية الحيوية للكينماتيكا، والكينتيكا، وتحميل الواجهة مع المراجعات المنهجية التي تحاول ربط ميزات الجهاز بالوظيفة. وجدت مراجعة منهجية أجراها فان دير لينده وزملاؤه (2004) أن عدم التجانس في أساليب الدراسة يجعل من الصعب التوصل إلى استنتاجات قوية على مستوى المكونات، مما يؤكد أهمية أساليب تحليل المشي الموحدة.
History
نما البحث الكمي في الحركة البشرية من التصوير الزمني الضوئي في القرن التاسع عشر والقياس المبكر للقوة إلى مختبرات المشي المزودة بأدوات. قامت جاكلين بيري بتجميع تحليل المشي السريري في إطار عمل مستخدم على نطاق واسع، وأدى انتشار التقاط الحركة البصري، وألواح القوة، والنمذجة الحاسوبية من أواخر القرن العشرين فصاعدًا إلى جعل التقييم الميكانيكي الحيوي المفصل للمشي باستخدام الأطراف الاصطناعية والتقويمية أمرًا روتينيًا في الأوساط البحثية.
Related topics
Seminal works
- perry-1992
- van-der-linde-2004
Frequently asked questions
- ما هي دورة المشي؟
- دورة المشي هي تسلسل كامل واحد لأحداث المشي لطرف واحد، وتقسم تقليديًا إلى مرحلة الوقوف (عندما تكون القدم على الأرض) ومرحلة التأرجح (عندما لا تكون كذلك)، وتحدها أحداث مثل التلامس الأولي ورفع إصبع القدم.
- كيف يتم قياس المشي في المختبر؟
- يُقاس المشي عادةً باستخدام كاميرات التقاط الحركة البصرية التي تتعقب العلامات لتسجيل الكينماتيكا، وألواح القوة التي تسجل قوة رد الفعل الأرضي للكينتيكا، وأحيانًا تخطيط كهربية العضل لتسجيل نشاط العضلات.