假肢膝关节机制

假肢膝关节机制是股上截肢（膝上）假肢的关节部件，控制膝关节在行走时如何弯曲和抵抗塌陷。它们必须在肢体承重站立时保持膝关节稳定，并在摆动期平稳屈曲。设计范围从简单的机械铰链到液压和微处理器控制的单元，可实时调整其行为。

Definition

假肢膝关节机制是股上假肢的关节，通过机械、液压、气动或基于微处理器的方式调节运动和阻力，提供站立期稳定性并控制摆动期屈曲。

Scope

本主题涵盖假肢膝关节在步态周期中的功能、主要机制类别——单轴和多中心、摩擦和流体阻尼以及微处理器控制的膝关节——以及它们对稳定性、跌倒和活动能力影响的证据。它是膝关节部件的参考概述，而非处方或安装指南。

Core questions

• 假肢膝关节如何在提供站立稳定性的同时仍允许摆动期屈曲？
• 单轴、多中心、液压和微处理器控制的膝关节有何不同？
• 微处理器控制有哪些功能和安全益处，例如减少跌倒？
• 这些益处如何衡量，证据强度如何？

Key concepts

• 站立期稳定性
• 摆动期控制
• 单轴与多中心膝关节
• 摩擦、气动和液压阻尼
• 微处理器控制
• 自主与固有稳定性
• 绊倒恢复和跌倒风险

Mechanisms

假肢膝关节在肢体承重时必须抵抗屈曲以防屈曲，但在摆动期必须允许屈曲以使足部离地。单轴膝关节围绕一个点枢转，依靠对线和用户髋关节控制来保持稳定性；多中心（多杆联动）膝关节通过改变其有效旋转中心来增加固有的站立稳定性并帮助足尖离地。摩擦、气动或液压单元可阻尼摆动，从而使步频可变。微处理器控制的膝关节增加了传感器和控制器，可实时调整液压或磁流变阻力，增加站立阻力以帮助防止绊倒，并根据步行速度调整摆动。这些机制通过稳定性、跌倒、活动能力和能量消耗的测量进行评估。

Clinical relevance

膝关节机制的行为影响一个人行走、上下坡和楼梯以及避免跌倒的自信程度，这些都是股上截肢后的核心问题，因此了解这些选择有助于康复中的共同决策。本主题描述了部件和证据，以供参考和教育；它不提供个性化处方或安装指导。

Evidence & guidelines

系统评价报告显示，微处理器控制的膝关节与一些益处相关，包括减少绊倒和跌倒，以及改善某些用户（特别是社区活动受限者）的活动能力，但它们也指出研究设计和结果测量存在异质性。评价强调，效应大小各异，应权衡益处与成本和个人目标。

History

假肢膝关节从简单的锁定和恒定摩擦铰链发展到多中心联动装置和流体控制（气动和液压）单元，提供可变步频摆动控制。从20世纪90年代开始引入微处理器控制的膝关节，带来了传感器驱动的实时阻力调整，标志着向自适应站立和摆动控制的转变。

Debates

对于哪些用户来说，微处理器控制的膝关节物有所值？

评价发现微处理器膝关节具有功能和安全益处，包括在社区活动受限者中，但证据质量和效应大小的可变性，加上更高的成本和重量，使得其适用性边界仍存在争议。

Seminal works

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

Frequently asked questions

什么是微处理器控制的假肢膝关节？

它是一种假肢膝关节，使用传感器和板载微处理器在整个步态周期中实时调整屈曲阻力，旨在与纯机械膝关节相比，改善站立稳定性和摆动控制。

为什么假肢膝关节必须平衡稳定性和屈曲？

当肢体承重时，膝关节必须抵抗弯曲以防塌陷，但在摆动期必须允许膝关节屈曲以使足部离地；机制设计和控制旨在实现两者。