مکانیسمهای زانوی مصنوعی
مکانیسمهای زانوی مصنوعی، اجزای مفصلی پروتز بالای زانو (ترانسفمورال) هستند که نحوه خم شدن زانو و مقاومت آن در برابر فروپاشی هنگام راه رفتن را کنترل میکنند. این مکانیسمها باید زانو را در مرحله اتکا (زمانی که اندام وزن را تحمل میکند) پایدار نگه دارند و در مرحله نوسان، امکان خم شدن روان را فراهم کنند. طراحی آنها از لولاهای مکانیکی ساده تا واحدهای هیدرولیک و کنترلشده با ریزپردازنده که رفتار خود را در زمان واقعی تنظیم میکنند، متغیر است.
Definition
مکانیسم زانوی مصنوعی، مفصل متحرک یک پروتز ترانسفمورال است که پایداری در فاز اتکا و خم شدن کنترلشده در فاز نوسان را فراهم میکند و از ابزارهای مکانیکی، هیدرولیکی، پنوماتیکی یا مبتنی بر ریزپردازنده برای تنظیم حرکت و مقاومت استفاده میکند.
Scope
این موضوع عملکرد زانوی مصنوعی را در طول چرخه راه رفتن، کلاسهای اصلی مکانیسمها — تکمحوری و چندمحوری، با میرایی اصطکاکی و سیال، و زانوهای کنترلشده با ریزپردازنده — و شواهد مربوط به تأثیرات آنها بر پایداری، سقوط، و تحرک را پوشش میدهد. این یک مرور کلی مرجع از اجزای زانو است، نه یک راهنمای تجویز یا فیتینگ.
Core questions
- چگونه یک زانوی مصنوعی پایداری در فاز اتکا را فراهم میکند در حالی که همچنان امکان خم شدن در فاز نوسان را میدهد؟
- زانوهای تکمحوری، چندمحوری، هیدرولیکی و کنترلشده با ریزپردازنده چه تفاوتهایی با هم دارند؟
- چه مزایای عملکردی و ایمنی، مانند کاهش سقوط، با کنترل ریزپردازنده مرتبط است؟
- این مزایا چگونه اندازهگیری میشوند و قدرت شواهد چقدر است؟
Key concepts
- پایداری در فاز اتکا
- کنترل فاز نوسان
- زانوهای تکمحوری در مقابل چندمحوری
- میرایی اصطکاکی، پنوماتیکی و هیدرولیکی
- کنترل ریزپردازنده
- پایداری ارادی در مقابل ذاتی
- بازیابی از لغزش و خطر سقوط
Mechanisms
یک زانوی مصنوعی باید در هنگام تحمل وزن اندام، در برابر خم شدن مقاومت کند تا از فروپاشی جلوگیری شود، اما در طول فاز نوسان اجازه خم شدن را بدهد تا پا از زمین فاصله بگیرد. زانوهای تکمحوری حول یک نقطه میچرخند و برای پایداری به همترازی و کنترل لگن کاربر متکی هستند؛ زانوهای چندمحوری (مفصلبندی چند میلهای) مرکز چرخش مؤثر خود را تغییر میدهند تا پایداری ذاتی در فاز اتکا را افزایش داده و به فاصله گرفتن پنجه پا از زمین کمک کنند. واحدهای اصطکاکی، پنوماتیکی یا هیدرولیکی، نوسان را میرا میکنند تا سرعت گام برداشتن بتواند متغیر باشد. زانوهای کنترلشده با ریزپردازنده، حسگرها و یک کنترلکننده را اضافه میکنند که مقاومت هیدرولیکی یا مگنتورئولوژیکی را لحظه به لحظه تنظیم میکند، مقاومت در فاز اتکا را افزایش میدهد تا به جلوگیری از لغزش کمک کند و نوسان را در سرعتهای مختلف راه رفتن تنظیم میکند. این مکانیسمها از طریق معیارهای پایداری، سقوط، تحرک و هزینه انرژی ارزیابی میشوند.
Clinical relevance
رفتار مکانیسم زانو بر میزان اطمینان فرد در راه رفتن، مدیریت شیبها و پلهها، و جلوگیری از سقوط تأثیر میگذارد، که همگی نگرانیهای اصلی پس از قطع عضو ترانسفمورال هستند؛ بنابراین، درک گزینهها به تصمیمگیریهای مشترک در توانبخشی کمک میکند. این موضوع اجزا و شواهد را برای مرجع و آموزش توصیف میکند؛ راهنمایی برای تجویز یا فیتینگ فردی ارائه نمیدهد.
Evidence & guidelines
مرورهای سیستماتیک گزارش میدهند که زانوهای کنترلشده با ریزپردازنده با مزایایی از جمله کاهش لغزشها و سقوطها و بهبود تحرک برای برخی کاربران، بهویژه افراد با محدودیت در راه رفتن در جامعه، مرتبط هستند، اما همچنین به طرحهای مطالعاتی و معیارهای پیامد ناهمگون اشاره میکنند. مرورها تأکید میکنند که اندازه اثرات متفاوت است و مزایا باید در برابر هزینه و اهداف فردی سنجیده شوند.
History
زانوهای مصنوعی از لولاهای ساده قفلشونده و با اصطکاک ثابت به مفصلبندیهای چندمحوری و واحدهای کنترلشده با سیال (پنوماتیک و هیدرولیک) که کنترل نوسان با سرعت متغیر را ارائه میدهند، تکامل یافتند. معرفی زانوهای کنترلشده با ریزپردازنده از دهه ۱۹۹۰ به بعد، تنظیم مقاومت در زمان واقعی و مبتنی بر حسگر را به ارمغان آورد که نشاندهنده تغییری به سمت کنترل تطبیقی فاز اتکا و نوسان بود.
Debates
- برای کدام کاربران، زانوهای کنترلشده با ریزپردازنده هزینه خود را توجیه میکنند؟
- مرورها مزایای عملکردی و ایمنی زانوهای ریزپردازنده را، از جمله در افراد با محدودیت در راه رفتن در جامعه، نشان میدهند، اما تنوع در کیفیت شواهد و اندازه اثر، همراه با هزینه و وزن بالاتر، مرزهای کاندیداتوری مناسب را مورد بحث قرار میدهد.
Related topics
Seminal works
- kannenberg-2014
- theeven-2013
- hahn-2021
Frequently asked questions
- زانوی مصنوعی کنترلشده با ریزپردازنده چیست؟
- این یک زانوی مصنوعی است که از حسگرها و یک ریزپردازنده داخلی برای تنظیم مقاومت در برابر خم شدن به صورت بلادرنگ در طول چرخه راه رفتن استفاده میکند، با هدف بهبود پایداری در فاز اتکا و کنترل نوسان در مقایسه با زانوهای کاملاً مکانیکی.
- چرا یک زانوی مصنوعی باید بین پایداری و خم شدن تعادل برقرار کند؟
- زانو باید در هنگام تحمل وزن اندام در برابر خم شدن مقاومت کند تا فرو نریزد، اما در طول فاز نوسان اجازه خم شدن را بدهد تا پا از زمین فاصله بگیرد؛ طراحی و کنترل مکانیسم با هدف دستیابی به هر دو مورد است.