آليات الركبة الاصطناعية

آليات الركبة الاصطناعية هي المكونات المفصلية للطرف الاصطناعي فوق الركبة (transfemoral) التي تتحكم في كيفية ثني الركبة ومقاومتها للانهيار أثناء المشي. يجب أن تحافظ على ثبات الركبة عندما يتحمل الطرف الوزن في مرحلة الوقوف، وتسمح لها بالانثناء بسلاسة أثناء مرحلة التأرجح. وتتراوح التصميمات من المفصلات الميكانيكية البسيطة إلى الوحدات الهيدروليكية والمتحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة التي تعدل سلوكها في الوقت الفعلي.

Definition

آلية الركبة الاصطناعية هي المفصل المفصلي للطرف الاصطناعي فوق الركبة الذي يوفر ثبات مرحلة الوقوف وانثناء مرحلة التأرجح المتحكم فيه، باستخدام وسائل ميكانيكية أو هيدروليكية أو هوائية أو قائمة على المعالجات الدقيقة لتنظيم الحركة والمقاومة.

Scope

يغطي هذا الموضوع وظيفة الركبة الاصطناعية عبر دورة المشي، والفئات الرئيسية للآليات — أحادية المحور ومتعددة المحاور، والمخمدة بالاحتكاك والسوائل، والركب المتحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة — والأدلة على تأثيراتها على الثبات، والسقوط، والتنقل. وهو نظرة عامة مرجعية لمكونات الركبة، وليس دليلاً للوصفات الطبية أو التركيب.

Core questions

• كيف توفر الركبة الاصطناعية ثبات مرحلة الوقوف بينما تسمح بانثناء مرحلة التأرجح؟
• كيف تختلف الركب أحادية المحور، ومتعددة المحاور، والهيدروليكية، والمتحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة؟
• ما هي الفوائد الوظيفية والسلامة، مثل تقليل السقوط، المرتبطة بالتحكم بواسطة المعالجات الدقيقة؟
• كيف تُقاس هذه الفوائد، وما مدى قوة الأدلة؟

Key concepts

• ثبات مرحلة الوقوف
• التحكم في مرحلة التأرجح
• الركب أحادية المحور مقابل متعددة المحاور
• التخميد بالاحتكاك والهواء والسوائل
• التحكم بواسطة المعالجات الدقيقة
• الثبات الطوعي مقابل الثبات المتأصل
• التعافي من التعثر ومخاطر السقوط

Mechanisms

يجب أن تقاوم الركبة الاصطناعية الانثناء عندما يتم تحميل الطرف حتى لا تنثني، ومع ذلك تسمح بالانثناء أثناء التأرجح حتى لا يلامس القدم الأرض. تدور الركب أحادية المحور حول نقطة واحدة وتعتمد على المحاذاة وتحكم الورك للمستخدم لتحقيق الثبات؛ بينما تحول الركب متعددة المحاور (ربط متعدد القضبان) مركز دورانها الفعال لإضافة ثبات متأصل في مرحلة الوقوف والمساعدة في إخلاء أصابع القدم. تعمل الوحدات الاحتكاكية أو الهوائية أو الهيدروليكية على تخميد التأرجح بحيث يمكن أن يختلف الإيقاع. تضيف الركب المتحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة مستشعرات ووحدة تحكم تعدل المقاومة الهيدروليكية أو المغناطيسية الريولوجية لحظة بلحظة، مما يزيد من مقاومة الوقوف للمساعدة في منع التعثر وضبط التأرجح عبر سرعات المشي. يتم تقييم هذه الآليات من خلال مقاييس الثبات، والسقوط، والتنقل، وتكلفة الطاقة.

Clinical relevance

يؤثر سلوك آلية الركبة على مدى ثقة الشخص في المشي، وإدارة المنحدرات والسلالم، وتجنب السقوط، وكلها اهتمامات مركزية بعد بتر الفخذ، لذا فإن فهم الخيارات يثري القرارات المشتركة في إعادة التأهيل. يصف هذا الموضوع المكونات والأدلة للرجوع إليها وللتعليم؛ ولا يقدم وصفات فردية أو إرشادات تركيب.

Evidence & guidelines

تشير المراجعات المنهجية إلى أن الركب المتحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة ترتبط بفوائد تشمل عددًا أقل من التعثرات والسقوط وتحسين التنقل لبعض المستخدمين، وخاصة المتنقلين المحدودين في المجتمع، ولكنها تشير أيضًا إلى تصميمات دراسات غير متجانسة ومقاييس نتائج مختلفة. وتؤكد المراجعات أن أحجام التأثير تختلف وأن الفوائد يجب أن تُوازن مقابل التكلفة والأهداف الفردية.

History

تطورت الركب الاصطناعية من مفصلات بسيطة مقفلة وذات احتكاك ثابت إلى وصلات متعددة المحاور ووحدات متحكم فيها بالسوائل (هوائية وهيدروليكية) توفر تحكمًا في التأرجح بإيقاع متغير. أدى إدخال الركب المتحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة منذ التسعينيات فصاعدًا إلى تعديل المقاومة في الوقت الفعلي مدفوعًا بالمستشعرات، مما يمثل تحولًا نحو التحكم التكيفي في مرحلتي الوقوف والتأرجح.

Debates

لأي المستخدمين تبرر الركب المتحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة تكلفتها؟

تجد المراجعات فوائد وظيفية وسلامة للركب المزودة بمعالجات دقيقة، بما في ذلك لدى المتنقلين المحدودين في المجتمع، ولكن التباين في جودة الأدلة وحجم التأثير، إلى جانب التكلفة والوزن الأعلى، يترك حدود الترشح المناسب محل جدل.

Seminal works

• kannenberg-2014
• theeven-2013
• hahn-2021

Frequently asked questions

ما هي الركبة الاصطناعية المتحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة؟

هي ركبة اصطناعية تستخدم مستشعرات ومعالجًا دقيقًا مدمجًا لضبط مقاومة الانثناء في الوقت الفعلي عبر دورة المشي، بهدف تحسين ثبات مرحلة الوقوف والتحكم في التأرجح مقارنة بالركب الميكانيكية البحتة.

لماذا يجب أن توازن الركبة الاصطناعية بين الثبات والانثناء؟

يجب أن تقاوم الركبة الانثناء عندما يتحمل الطرف الوزن حتى لا تنهار، ومع ذلك تسمح للركبة بالانثناء أثناء التأرجح حتى لا يلامس القدم الأرض؛ ويهدف تصميم الآلية والتحكم فيها إلى تحقيق كليهما.