المشي بعد البتر طبيعي وغير طبيعي
المشي مهمة معقدة تتطلب التنسيق بين الأطراف بأكملها، حيث يسمح تنسيق الجهاز العصبي العضلي للأفراد بالسير بسرعات مختلفة وصعود السلالم والجري والقفز وإكمال العديد من المهام المعقدة دون التفكير في كل حركة مطلوبة لهذه المهام.
ومع ذلك، إذا أدى المرض أو الإصابة إلى تغيير هذا التوازن الدقيق، يمكن أن تؤدي العواقب إلى تغيير جذري في نوعية حياة الفرد. تستكشف الدراسات استخدام تقنيات ميكانيكا المشية المتقدمة لتحديد ميكانيكا المشي لدى الأفراد الأصحاء، بالإضافة إلى التغييرات التي تحدث في المشي عند استخدام طرف اصطناعي بعد البتر. على الرغم من تعقيد ميكانيكا المشي، إلا أنها يمكن أن توفر معلومات قيمة للمساعدة في تحديد الرعاية السريرية المناسبة لمختلف مجموعات تقويم العظام.
مراحل مشية الإنسان
تبدأ دورة المشي (أو المشية) عند ملامسة القدم وتستمر حتى ملامسة القدم اللاحقة على نفس الجانب، كما تنقسم دورة المشي إلى مرحلتين أساسيتين: الوقوف والتأرجح وتشتمل مرحلة الوقوف على ما يقرب من 60٪ من دورة المشي وتتألف مرحلة التأرجح من 40٪ تقريبًا، تبدأ مرحلة الوقوف عندما تلامس القدم الأرض أولاً وتكتمل عندما تغادر القدم الأرض وتبدأ مرحلة التأرجح. خلال مرحلة الوقوف، هناك فترتان لدعم الأطراف المزدوجة (كلا القدمين على الأرض) وفترة واحدة من دعم الطرف الواحد (قدم واحدة على الأرض).
أثناء مرحلة التلامس الأولية للمشي، تلامس إحدى القدمين الأرض عند ضربة الكعب وتتحرك باتجاه القدم المسطحة، بينما تبدأ القدم الأخرى في إصبع القدم وتتحرك إلى مرحلة التأرجح، ثم يتحرك الطرف المتأرجح نحو ضربة الكعب بينما يتحرك طرف الموقف من خلال دعامة منتصف ومن خلال الموقف الطرفي تجاه الضربة القاضية.
يعتمد مقدار الوقت الذي يقضيه الفرد في كل مرحلة من مراحل دورة المشي على سرعة المشي، حيث تزداد مرحلة الوقوف وتقل طور التأرجح بسرعات مشي أبطأ. بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود أمراض الأطراف السفلية يمكن أن يغير توقيت وتنسيق دورة المشي. بالنسبة للأفراد الذين يعانون من فقدان أحد الأطراف، غالبًا ما يظهر ذلك كمرحلة وقفة أقصر على الطرف الاصطناعي وطول أقصر للخطوة على الطرف السليم.
المشية المبتورة
الأفراد الذين يعانون من فقدان الأطراف السفلية لديهم تحديات محددة للتمشي تعتمد بشكل كبير على مستوى فقدان الأطراف. بشكل عام، يكون لفقدان الأطراف القريبة تأثير أكبر على حركات المفاصل (الحركية) والقوى (الحركية)، فضلاً عن تكلفة الطاقة في التمشي. على مدى السنوات العشرين الماضية، تحسن تصميم الأطراف الاصطناعية بشكل كبير، ومع ذلك، لا تزال التصميمات الحالية غير قادرة على تكرار حركات وقوى المفاصل الأصلية المفقودة، تكرار الحركات الوظيفية للمفاصل الأصلية المفقودة.
أظهر الباحثون في البالغين والأطفال على التوالي، أن تكلفة التمثيل الغذائي للمشي تزداد مع فقدان الأطراف وهو أكثر قربًا، كما يمكن تحسين كفاءة مشية الفرد المصاب بفقدان أطرافه باتباع نهج جراحي فعال مصحوب بوصفات وعناية مناسبة من الأطراف الصناعية. ومع ذلك، لا يمكن القضاء على كل عجز في التمشي. بالنظر إلى التقنيات الجراحية الحالية والمكونات الاصطناعية (الوركين والركبتين والكاحلين) وتكنولوجيا ربط الأطراف (التجاويف)، فإن الهدف بالنسبة للفرد المصاب بفقدان أحد الأطراف هو نمط مشية وظيفي وكفء ومرن يزيد من الاستقرار والقدرة على المناورة.
تحليل المشية المحوسب
يمكن لحسابات الديناميكيات الحركية والعكسية التي تم الحصول عليها من مختبر تحليل المشي المحوسب أن تحدد بدقة الحركة واللحظات والقوى لكل من المكونات الاصطناعية والمفاصل البيولوجية السليمة لمستخدم الطرف الاصطناعي أثناء المشي.
يتم تفسير هذه الأنماط بشكل أفضل من قبل فاحص متمرس في ميكانيكا المشية والتحليل ولديه خبرة في انحرافات مشية مبتوري الأطراف، لتقدير المشية بدقة، توضع العلامات العاكسة على معالم تشريحية محددة لتحديد محاور الإحداثيات ثلاثية الأبعاد بشكل صحيح لكل جزء من أجزاء الجسم (الشكل)، كما تسجل الكاميرات التناظرية أو الرقمية حركة هذه العلامات في الفضاء ثلاثي الأبعاد لتتبع حركة المقطع. وعادة ما يتم رسم حركة قطعة الحوض بالنسبة إلى نظام إحداثيات المختبر.
ثم يتم حساب حركة قطعة الفخذ بالنسبة للحوض في المستويات السهمية والإكليلية والعرضية لوصف تمديد وانثناء الورك والاختطاف والتقريب والدوران الداخلي والخارجي، على التوالي، كما يتم حساب حركة مقطع الساق بالنسبة إلى الفخذ (ثني الركبة وتقوس أروح والدوران الداخلي والخارجي) ويتم حساب حركة مقطع القدم بالنسبة للساق (ثني أخمصي، عطف ظهري وعادةً ما يتم إهمال مستويات الحركة الأخرى ما لم يتم تضمين نموذج القدم متعدد الأجزاء في مجموعة العلامة).
يتم رسم أنماط حركات المفاصل هذه عبر دورة المشي ويتم تطبيعها مع أحداث ملامسة القدم، كما يمكن أن يؤثر النموذج الميكانيكي الحيوي المختار على نتائج تحليل المشي المحوسب ومن الضروري إجراء تقييم دقيق لمحور دوران القدم الاصطناعية. وغالبًا ما يكون للركبتين الاصطناعية مفصل ميكانيكي واضح وتكون أقل عرضة إلى حد ما لأخطاء حساب مركز المفصل. بشكل عام، يستخدم الكثير من التقييمات العلمية والأدبيات الخاصة بالفعالية السريرية التطبيقية لفحص مكونات الأطراف الاصطناعية تحليل المشي المحوسب لتحديد الاختلافات في أداء المكونات.
تحليل المشي ثلاثي الأبعاد المحوسب هو المعيار الذي تتم فيه مقارنة جميع طرق تقييم التمشي الأخرى، قد يكون تحليل المشي القائم على الملاحظة ضروريًا من الناحية السريرية، لكنه أظهر موثوقية ودقة معتدلة فقط.
تأثير القوى الخارجية
تُستخدم الحسابات الديناميكية العكسية لتقدير تأثير القوى الخارجية على حركة المفصل، كما تستخدم هذه الحسابات القوى واللحظات التي تم الحصول عليها من منصات القوة المدمجة في ممر المختبر لتحديد مساهمة كل مفصل في دعم الجسم وتحريك الجسم إلى الأمام أثناء المشي، حيث تمثل اللحظات المشتركة القوى التي تقوم بتدوير المفصل ويتم قلبها وفقًا للاتفاقية لتمثيل الجهد العضلي اللازم لمواجهة اللحظات المطبقة في كل مفصل من قوى رد الفعل الأرضية.
لذلك، فإن الاتفاقية هي تقديم لحظات داخلية أو عضلية للمعالج، كما يتم تطبيع اللحظات بشكل عام على وزن جسم الفرد (نيوتن متر لكل كيلوغرام) ويتم تحديدها من قبل مجموعة العضلات المسؤولة عن الحركة، على سبيل المثال، ثني الكاحل الأخمصي (+) وعطف الظهر (-)، تمديد الركبة (+) والانثناء (+)، لحظات تمديد الورك (+) والانثناء (-) في المستوى السهمي.
غالبًا ما تكون لحظات المستوى السهمي هي التركيز في دراسات المشي لأن اللحظة تكون أعظمها في هذا المستوى ويتم إنشاء معظم الحركة والقوة للدفع الأمامي هناك، كما تُحسب القوى المشتركة بضرب السرعة الزاوية باللحظة لكل لحظة زمنية في كل مفصل ويتم ضبطها عمومًا على وزن الجسم (العمل لكل كيلوغرام). اللحظات المشتركة تكافئ الجهد المشترك والقوى المشتركة تعادل إكمال المهمة بنجاح.
