การกระจายน้ำหนักและการจัดการแรงกด

การกระจายน้ำหนักและการจัดการแรงกดเกี่ยวข้องกับการถ่ายเทน้ำหนักเชิงกลระหว่างอุปกรณ์กับร่างกาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ส่วนเชื่อมต่อระหว่างแขนขาที่เหลืออยู่กับเบ้าของอวัยวะเทียม หรือระหว่างอุปกรณ์เสริมกับผิวหนัง เนื่องจากผิวหนังและเนื้อเยื่ออ่อนสามารถทนต่อแรงกดในบางบริเวณได้ดีกว่าบริเวณอื่น อุปกรณ์จึงได้รับการออกแบบมาเพื่อนำแรงกดไปยังบริเวณที่ทนต่อแรงกดได้ดี และหลีกเลี่ยงบริเวณที่ไวต่อแรงกด และสามารถวัดแรงกดและแรงเฉือนที่ส่วนเชื่อมต่อเพื่อระบุลักษณะความพอดีได้

Definition

การกระจายน้ำหนักและการจัดการแรงกดคือการศึกษาและวิศวกรรมเกี่ยวกับการถ่ายเทและกระจายน้ำหนักเชิงกล ซึ่งรวมถึงแรงกดปกติและแรงเฉือน ที่ส่วนเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์เทียมหรืออุปกรณ์เสริมกับร่างกาย โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อปกป้องเนื้อเยื่อและปรับปรุงความสบายและความพอดี

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมแนวคิดของแรงกดและแรงเฉือนที่ส่วนเชื่อมต่อ ความแตกต่างระหว่างเนื้อเยื่อที่ทนต่อแรงกดและเนื้อเยื่อที่ไวต่อแรงกด และวิธีการวัดน้ำหนักที่ส่วนเชื่อมต่อระหว่างร่างกายกับอุปกรณ์ นี่คือข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับกลไกและการวัดน้ำหนักที่ส่วนเชื่อมต่อ และไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิกเกี่ยวกับการปรับหรือการจัดอุปกรณ์สำหรับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง

Core questions

• น้ำหนักเชิงกลถูกถ่ายเทระหว่างอุปกรณ์กับร่างกายอย่างไร?
• ความแตกต่างระหว่างแรงกดที่ส่วนเชื่อมต่อและแรงเฉือนคืออะไร?
• เนื้อเยื่อใดที่ทนต่อแรงกดและเนื้อเยื่อใดที่ไวต่อแรงกด?
• วัดแรงกดและแรงเฉือนที่ส่วนเชื่อมต่อได้อย่างไร?

Key concepts

• แรงกดที่ส่วนเชื่อมต่อ
• ความเค้นเฉือน
• บริเวณที่ทนต่อแรงกดและบริเวณที่ไวต่อแรงกด
• การรับน้ำหนักทั่วพื้นผิวทั้งหมดเทียบกับการรับน้ำหนักเฉพาะบริเวณ
• ความพอดีของเบ้า
• เซ็นเซอร์วัดแรงกด
• ความทนทานของเนื้อเยื่อ

Mechanisms

เมื่อบุคคลรับน้ำหนักผ่านอุปกรณ์ น้ำหนักจะถูกส่งผ่านส่วนเชื่อมต่อในรูปแบบของแรงกดปกติ (ตั้งฉากกับพื้นผิว) และแรงเฉือน (ขนานกับพื้นผิว) เนื้อเยื่ออ่อนในแต่ละบริเวณมีความสามารถในการทนต่อน้ำหนักที่แตกต่างกัน ดังนั้น การออกแบบเบ้าและอุปกรณ์เสริมจึงมีเป้าหมายที่จะให้น้ำหนักไปที่บริเวณที่ทนต่อแรงกดได้ดีกว่า และลดแรงกดในบริเวณที่ไวต่อแรงกด โดยอาจทำได้โดยการปรับรูปทรงเบ้าให้เข้ากับบริเวณทางกายวิภาคที่เฉพาะเจาะจง หรือโดยการกระจายน้ำหนักไปทั่วพื้นผิวทั้งหมด การกระจายน้ำหนักจะเปลี่ยนแปลงไปตามวัฏจักรการเดินเมื่อแขนขาได้รับและปลดน้ำหนัก เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งไว้ที่ส่วนเชื่อมต่อจะวัดแรงกด และในการศึกษาบางชิ้นจะวัดแรงเฉือนในหลายทิศทาง ซึ่งช่วยให้สามารถระบุลักษณะความพอดีและการออกแบบเชิงปริมาณได้

Clinical relevance

ความเข้าใจเกี่ยวกับการรับน้ำหนักที่ส่วนเชื่อมต่อช่วยอธิบายว่าเหตุใดความพอดีของเบ้าและอุปกรณ์เสริมจึงส่งผลต่อความสบายและสุขภาพของเนื้อเยื่อ และเป็นข้อมูลในการออกแบบและประเมินอุปกรณ์ บทความนี้อธิบายกลไกและการวัดการกระจายน้ำหนักในฐานะข้อมูลอ้างอิง ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการปรับ การจัด หรือการสั่งจ่ายอุปกรณ์สำหรับบุคคล และไม่ได้กล่าวถึงการจัดการปัญหาผิวหนังในผู้ป่วยรายใดรายหนึ่ง

Evidence & guidelines

หลักฐานส่วนใหญ่มาจากงานวิจัยทางชีวกลศาสตร์เบื้องต้นที่ใช้เครื่องมือวัดที่ส่วนเชื่อมต่อระหว่างแขนขาและเบ้า งานวิจัยพื้นฐานโดย Sanders และคณะ (1993) ได้วัดความเค้นในสามทิศทางที่ส่วนเชื่อมต่อ และการศึกษาในภายหลัง เช่น Wolf และคณะ (2009) และ Convery และ Buis (1998) ได้ระบุลักษณะการกระจายแรงกดในช่วงระยะการยืนของการเดิน ซึ่งแสดงให้เห็นทั้งลักษณะพลวัตของการรับน้ำหนักที่ส่วนเชื่อมต่อและความท้าทายในการวัดที่เกี่ยวข้อง

History

ความสนใจในวิธีการที่เบ้าของอวัยวะเทียมรับน้ำหนักที่แขนขาที่เหลืออยู่เพิ่มขึ้นพร้อมกับการพัฒนาเบ้าแบบรับน้ำหนักที่เอ็นสะบ้า ซึ่งจงใจนำน้ำหนักไปยังบริเวณที่ทนต่อแรงกดได้ดี ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 เซ็นเซอร์วัดแรงกดและแรงเฉือนที่ติดตั้งไว้ช่วยให้สามารถวัดได้โดยตรงที่ส่วนเชื่อมต่อ และการบันทึกแบบพลวัตในระหว่างการเดินช่วยให้เข้าใจว่าการรับน้ำหนักแตกต่างกันไปอย่างไรตลอดวัฏจักร ซึ่งส่งผลต่อปรัชญาการออกแบบเบ้าและวิธีการประเมิน

Seminal works

• sanders-1993
• convery-1998

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างแรงกดและแรงเฉือนที่ส่วนเชื่อมต่อของอุปกรณ์คืออะไร?

แรงกดคือน้ำหนักที่กระทำตั้งฉากกับพื้นผิวผิวหนัง ในขณะที่แรงเฉือนคือน้ำหนักที่กระทำขนานกับพื้นผิวผิวหนัง ทั้งสองอย่างเกิดขึ้นที่ส่วนเชื่อมต่อระหว่างแขนขาและอุปกรณ์ และทั้งสองอย่างสามารถส่งผลต่อความสบายและสุขภาพของเนื้อเยื่อได้

เหตุใดการออกแบบเบ้าจึงให้น้ำหนักบางบริเวณมากกว่าบริเวณอื่น?

เนื้อเยื่ออ่อนมีความสามารถในการทนต่อน้ำหนักที่แตกต่างกัน ดังนั้น การออกแบบเบ้าจึงมีเป้าหมายที่จะนำน้ำหนักไปยังบริเวณที่ทนต่อแรงกดได้ดี และลดแรงกดในบริเวณที่ไวต่อแรงกด เพื่อปรับปรุงความสบายและปกป้องเนื้อเยื่อ