پاهای مصنوعی و مجموعههای مچ پا
پاهای مصنوعی و مجموعههای مچ پا، اجزای انتهایی اندام تحتانی هستند که با زمین تماس پیدا میکنند، ضربه هنگام تماس پاشنه با زمین را جذب میکنند و حرکت چرخشی را شکل میدهند که بدن را در طول فاز ایستادن به جلو میبرد. طراحی آنها از پاهای ساده بالشتکی تا مکانیسمهای ذخیرهسازی و بازگشت انرژی و مچ پا-پای مفصلی متغیر است که هر کدام تعادل متفاوتی از ثبات، بازگشت انرژی و سازگاری با زمین را ارائه میدهند.
Definition
مجموعه پای مصنوعی و مچ پا، جزء انتهایی اندام تحتانی است که تماس با زمین، جذب شوک و یک حرکت چرخشی کنترلشده را در طول فاز ایستادن فراهم میکند، با طراحیهایی که در نحوه ذخیره و بازگشت انرژی و نحوه حرکت مچ پا متفاوت هستند.
Scope
این موضوع نقش عملکردی مچ پا-پای مصنوعی در راه رفتن، کلاسهای اصلی طراحی (پاشنه بالشتکی با مچ پای ثابت، تکمحوری و چندمحوری، ذخیرهسازی و بازگشت انرژی، و مچ پاهای هیدرولیک یا برقی) و اثرات بیومکانیکی این طراحیها بر راه رفتن افراد قطع عضو را پوشش میدهد. این یک مرور کلی مرجع از اجزای مچ پا-پا است، نه یک راهنمای تجویز یا فیتینگ.
Core questions
- پای مصنوعی-مچ پا چه عملکردهایی را باید در طول فاز ایستادن راه رفتن فراهم کند؟
- طراحیهای پاشنه بالشتکی با مچ پای ثابت، چندمحوری، و ذخیرهکننده و بازگرداننده انرژی از نظر بیومکانیکی چه تفاوتهایی دارند؟
- ذخیرهسازی و بازگشت انرژی چگونه بر هزینه متابولیک و فعالیت عضلانی در راه رفتن تأثیر میگذارد؟
- شواهد مقایسهای برای مکانیسمهای مختلف مچ پا-پا چیست؟
Key concepts
- حرکت چرخشی فاز ایستادن
- جذب شوک تماس پاشنه با زمین
- طراحی پاشنه بالشتکی با مچ پای ثابت (SACH)
- مچ پاهای تکمحوری و چندمحوری
- ذخیرهسازی و بازگشت انرژی (ESR)
- مچ پاهای هیدرولیک و برقی
- هزینه متابولیک راه رفتن
Mechanisms
در طول فاز ایستادن، پای مصنوعی باید ضربه پاشنه را جذب کند، امکان پیشروی کنترلشده اندام روی پا (حرکت چرخشی) را فراهم کند و ویژگیهای حمایتی و فشار به جلو را برای پیشروی فراهم آورد. پای پاشنه بالشتکی با مچ پای ثابت از یک پاشنه فشردهشونده و یک کیل سفت استفاده میکند؛ طراحیهای چندمحوری، چرخش به داخل و خارج و چرخش را برای سازگاری با زمین ناهموار اضافه میکنند؛ پاهای ذخیرهکننده و بازگرداننده انرژی از کیلهای انعطافپذیر استفاده میکنند که تحت بار خم میشوند و در اواخر فاز ایستادن برای بازگرداندن انرژی به حالت اولیه بازمیگردند. مچ پاهای مفصلی، هیدرولیک و برقی، حرکت مچ پا را بیشتر تعدیل میکنند و در طراحیهای برقی، کار مثبت خالص را اضافه میکنند. این تفاوتها بر نیروهای واکنش زمین، بارگذاری اندام باقیمانده، فعالیت عضلانی و هزینه متابولیک راه رفتن تأثیر میگذارند که نتایج رایج در مطالعات بیومکانیکی هستند.
Clinical relevance
انتخاب مچ پا-پا بر نحوه راه رفتن روان فرد، نحوه عملکرد پروتز در شیبها و زمین ناهموار، و میزان تلاش مورد نیاز برای راه رفتن تأثیر میگذارد، و درک گزینهها از تصمیمگیریهای مشترک در توانبخشی حمایت میکند. این موضوع رفتار اجزا و شواهد را برای مرجع و آموزش توصیف میکند؛ این مبنایی برای تجویز فردی یا تصمیمات فیتینگ نیست.
Evidence & guidelines
یک بررسی کاکرین از مکانیسمهای مچ پا-پای مصنوعی نشان داد که پایه شواهد محدود است، با مطالعات کوچک و نتایج ناهمگون که به وضوح برتری یک مکانیسم را اثبات نمیکردند. مطالعات بیومکانیکی بعدی اثرات قابل اندازهگیری اما متغیری از طراحیهای ذخیرهکننده و بازگرداننده انرژی و مفصلی بر راه رفتن و هزینه انرژی را گزارش میدهند، و تطبیق نوع پا با فرد همچنان تأکید عملی است.
History
پاهای مصنوعی اولیه سفت یا صرفاً بالشتکی بودند، با طراحی پاشنه بالشتکی با مچ پای ثابت که به یک مرجع دیرینه تبدیل شد. معرفی پاهای ذخیرهکننده و بازگرداننده انرژی با استفاده از کیلهای فیبر کربن و کامپوزیت در اواخر قرن بیستم، توجه را به بازگشت انرژی دینامیکی معطوف کرد، و مچ پاهای هیدرولیک و برقی بعدی با هدف افزودن حرکت تطبیقی و فشار فعال به جلو طراحی شدند.
Debates
- آیا پاهای ذخیرهکننده و بازگرداننده انرژی به طور معنیداری راه رفتن را نسبت به طراحیهای سادهتر بهبود میبخشند؟
- پاهای ESR و مفصلی میتوانند نیروهای واکنش زمین، فعالیت عضلانی و هزینه انرژی را تغییر دهند، اما بررسیها و مطالعات مقایسهای اثرات ناسازگار یا متوسطی را گزارش میدهند که به سطح فعالیت کاربر بستگی دارد، و مزیت آنها نسبت به پاهای سادهتر برای بسیاری از کاربران مورد بحث است.
Related topics
Seminal works
- hofstad-2004
- goh-1994
- ventura-2011
Frequently asked questions
- پای مصنوعی ذخیرهکننده و بازگرداننده انرژی چیست؟
- این یک پا با یک کیل انعطافپذیر است که اغلب از فیبر کربن یا مواد کامپوزیت ساخته شده است، که در طول فاز ایستادن تحت بار خم میشود و در اواخر فاز ایستادن به حالت اولیه بازمیگردد تا بخشی از انرژی ذخیرهشده را بازگرداند، با هدف کمک به پیشروی.
- منظور از پای SACH چیست؟
- SACH مخفف solid-ankle cushion-heel (پاشنه بالشتکی با مچ پای ثابت) است، یک طراحی دیرینه با یک کیل سفت و یک پاشنه فشردهشونده که ضربه هنگام تماس پاشنه با زمین را بدون مفصل مچ پا جذب میکند.