أقدام وأطراف الكاحل الاصطناعية
تُعد الأقدام وأطراف الكاحل الاصطناعية المكونات الطرفية للأطراف السفلية التي تلامس الأرض، وتمتص الصدمات عند ملامسة الكعب للأرض، وتُشكل حركة الدوران التي تدفع الجسم إلى الأمام خلال مرحلة الوقوف. تتراوح تصاميمها من الأقدام البسيطة المبطنة إلى آليات الكاحل والقدم التي تخزن الطاقة وتعيدها، ولكل منها توازن مختلف بين الثبات، وإعادة الطاقة، والقدرة على التكيف مع التضاريس.
Definition
القدم وطرف الكاحل الاصطناعي هو المكون الطرفي للطرف السفلي الذي يوفر ملامسة الأرض، وامتصاص الصدمات، ودورانًا متحكمًا فيه أثناء الوقوف، وتختلف التصاميم في كيفية تخزينها وإعادتها للطاقة وفي كيفية حركة الكاحل.
Scope
يغطي هذا الموضوع الدور الوظيفي للقدم والكاحل الاصطناعيين في المشي، وفئات التصميم الرئيسية (الكعب المبطن ذو الكاحل الصلب، والمحور الواحد والمتعدد المحاور، وتخزين الطاقة وإعادتها، والكواحل المزودة بالطاقة أو الهيدروليكية)، والتأثيرات البيوميكانيكية لهذه التصاميم على مشي مبتوري الأطراف. إنه نظرة عامة مرجعية على مكونات القدم والكاحل، وليس دليلاً للوصف أو التركيب.
Core questions
- ما هي الوظائف التي يجب أن توفرها القدم والكاحل الاصطناعيان عبر مرحلة الوقوف من المشي؟
- كيف تختلف تصاميم الكاحل الصلب والكعب المبطن، ومتعدد المحاور، وتخزين الطاقة وإعادتها بيوميكانيكيًا؟
- كيف يؤثر تخزين الطاقة وإعادتها على التكلفة الأيضية والنشاط العضلي أثناء المشي؟
- ما هي الأدلة المقارنة لآليات الكاحل والقدم المختلفة؟
Key concepts
- دوران مرحلة الوقوف
- امتصاص صدمة الكعب
- تصميم الكاحل الصلب والكعب المبطن (SACH)
- كواحل أحادية المحور ومتعددة المحاور
- تخزين الطاقة وإعادتها (ESR)
- الكواحل الهيدروليكية والمزودة بالطاقة
- التكلفة الأيضية للمشي
Mechanisms
أثناء الوقوف، يجب أن تخفف القدم الاصطناعية من صدمة الكعب، وتسمح بالتقدم المتحكم فيه للطرف فوق القدم (الدوران)، وتوفر خصائص الدعم والدفع للتقدم الأمامي. تستخدم القدم ذات الكاحل الصلب والكعب المبطن كعبًا قابلاً للانضغاط وعارضة صلبة؛ وتضيف التصاميم متعددة المحاور الانقلاب والانعطاف والدوران للتكيف مع الأرض غير المستوية؛ وتستخدم الأقدام التي تخزن الطاقة وتعيدها عوارض مرنة تنحرف تحت الحمل وترتد لإعادة الطاقة في أواخر مرحلة الوقوف. تعمل الكواحل المفصلية والهيدروليكية والمزودة بالطاقة على تعديل حركة الكاحل بشكل أكبر، وفي التصاميم المزودة بالطاقة، تضيف عملاً إيجابيًا صافيًا. تؤثر هذه الاختلافات على قوى رد الفعل الأرضية، وتحميل الطرف المتبقي، والنشاط العضلي، والتكلفة الأيضية للمشي، وهي نتائج شائعة في الدراسات البيوميكانيكية.
Clinical relevance
يؤثر اختيار القدم والكاحل على مدى سلاسة مشي الشخص، وكيفية تعامل الطرف الاصطناعي مع المنحدرات والأرض غير المستوية، والجهد الذي يتطلبه المشي، ويدعم فهم الخيارات اتخاذ القرارات المشتركة في إعادة التأهيل. يصف هذا الموضوع سلوك المكونات والأدلة المرجعية والتعليمية؛ وهو ليس أساسًا لوصف أو اتخاذ قرارات تركيب فردية.
Evidence & guidelines
وجدت مراجعة كوكرين لآليات الكاحل والقدم الاصطناعية أن قاعدة الأدلة محدودة، مع دراسات صغيرة ونتائج غير متجانسة لم تثبت بوضوح تفوق آلية واحدة. تشير الدراسات البيوميكانيكية اللاحقة إلى تأثيرات قابلة للقياس ولكنها متغيرة لتصاميم تخزين الطاقة وإعادتها والتصاميم المفصلية على المشي والتكلفة الأيضية، ويظل مطابقة نوع القدم للفرد هو التركيز العملي.
History
كانت الأقدام الاصطناعية المبكرة صلبة أو مبطنة ببساطة، وأصبح تصميم الكاحل الصلب والكعب المبطن مرجعًا طويل الأمد. أدى إدخال الأقدام التي تخزن الطاقة وتعيدها باستخدام ألياف الكربون والعوارض المركبة في أواخر القرن العشرين إلى تحويل الانتباه إلى إعادة الطاقة الديناميكية، وهدفت الكواحل الهيدروليكية والمزودة بالطاقة لاحقًا إلى إضافة حركة تكيفية ودفع نشط.
Debates
- هل تعمل الأقدام التي تخزن الطاقة وتعيدها على تحسين المشي بشكل ملموس مقارنة بالتصاميم الأبسط؟
- يمكن للأقدام التي تخزن الطاقة وتعيدها والأقدام المفصلية أن تغير قوى رد الفعل الأرضية، والنشاط العضلي، والتكلفة الأيضية، لكن المراجعات والدراسات المقارنة تشير إلى تأثيرات غير متسقة أو متواضعة تعتمد على مستوى نشاط المستخدم، مما يترك ميزتها على الأقدام الأبسط محل نقاش للعديد من المستخدمين.
Related topics
Seminal works
- hofstad-2004
- goh-1994
- ventura-2011
Frequently asked questions
- ما هي القدم الاصطناعية التي تخزن الطاقة وتعيدها؟
- هي قدم ذات عارضة مرنة، غالبًا ما تكون مصنوعة من ألياف الكربون أو مادة مركبة، تنحرف تحت الحمل أثناء الوقوف وترتد في أواخر مرحلة الوقوف لإعادة بعض الطاقة المخزنة، وتهدف إلى المساعدة في التقدم الأمامي.
- ماذا يشير مصطلح قدم SACH؟
- يشير SACH إلى الكاحل الصلب والكعب المبطن، وهو تصميم راسخ منذ فترة طويلة يتميز بعارضة صلبة وكعب قابل للانضغاط يخفف من الصدمات عند ملامسة الكعب للأرض دون مفصل كاحل مفصلي.