المكونات التعويضية للطرف السفلي
يستمر نطاق مكونات الأطراف السفلية المتاحة تجاريًا في التوسع مع مرور كل عام. على الرغم من أن هذا التوسيع يوفر للمرضى وفرق إعادة التأهيل الخاصة بهم اختيارًا أكبر في خيارات الأطراف الاصطناعية، إلا أن عدد الخيارات قد يكون مربكًا إذا لم يتم تجميع هذه الخيارات في مخطط تصنيف منطقي.
اعتبارات التصنيف
لقد تطور التصنيف السريري لمكونات الأطراف الاصطناعية لأغراض تعليم الوصفات باستمرار مع تقدم التكنولوجيا المتاحة. في عام 1965، لاحظ الباحثون ما يلي: إن الإدخال الحديث نسبيًا لآليات الركبة التي يتحكم فيها السائل، قد أثار عددًا من الاعتبارات المهمة للأطباء وبعد شرح الميكانيكا الحيوية الكامنة وراء المستوى الأعلى لأداء الركبتين الهيدروليكية والهوائية المستجيبة للإيقاع، اقترح ما يلي: قد يتعين على عملية الوصفات الطبية مراعاة هذين المستويين من الأداء، يعكس التقسيم المقبول الآن على نطاق واسع لمكونات الركبة الاصطناعية إلى تلك التي تحتوي على احتكاك ميكانيكي بحت مقابل تلك التي تقدم تخميدًا للسوائل استجابة للسرعة هذه الأفكار.
في العقود الأخيرة، يشير القبول العالمي لمكونات الأطراف السفلية التي يتحكم فيها المعالج الدقيق إلى أنه قد يكون من المفيد الآن توسيع التصنيف السريري لعكس التطورات المعاصرة في الوظيفة والتحكم في أجهزة الأطراف السفلية، كما اقترح إضافة مفاهيم الحركة النشطة والتحكم في المعالجات الدقيقة لتوصيف أفضل لمكونات الركبة الاصطناعية المتاحة حاليًا.
الأجهزة السلبية ميكانيكيا
قبل عام 2006، كانت جميع مكونات الأطراف السفلية المتاحة تجارياً بما في ذلك ركب الاطراف الاصطناعية في ذلك الوقت سلبية ميكانيكياً (الجهد البدني الذي يبذله مرتديها أثناء التنزه يسبب الحركة)، بتطبيق تشبيه من الأطراف الاصطناعية للأطراف العلوية، فهذه تصميمات تعمل بالطاقة الجسم، حيث تأتي كل مدخلات الطاقة من توليد القوة للمستخدم والزخم ووزن الجسم ومصادر التنشيط الداخلية المماثلة.
على سبيل المثال، يحدث انثناء وتمديد مفصل الركبة الاصطناعي عندما يحرك الطرف المتبقي عبر الفخذ التجويف عن طريق حركة مفصل الورك، كما تم توثيق التعويضات اللازمة للحث على مثل هذه الحركة باستخدام الطرف المتبقي والمفاصل القريبة والساق المقابلة والرأس والذراعين والجذع جيدًا ويُعتقد أنها تساهم في عدم كفاءة المشي التي تزداد تدريجياً مع المستويات القريبة من البتر، يدرك الخبراء أيضًا بشكل متزايد الضغط الذي تفرضه مثل هذه التعويضات على الفرد وزيادة خطر الإصابة بمتلازمات الإفراط في الاستخدام.
أجهزة الأطراف السفلية النشطة
أصبحت مكونات الأطراف السفلية المزودة بتنشيط التحكم في المعالج الدقيق متاحة تجارياً منذ إطلاق الدعامة الذكية في عام 1990 وقد ثبت أنها تقدم مزايا إكلينيكية مقارنة بالبدائل التي يتم التحكم فيها ميكانيكيًا. ومع ذلك، فإن معظم التحكم في المعالج الدقيق للركب يثبط الحركة ببساطة باستخدام خوارزميات برمجية والتي لها تأثير متواضع على كفاءة المشي.
على سبيل المثال، استخدمت الأطراف الاصطناعية الأصلية من Blatchford معالجها الدقيق لتغيير مقاومة انثناء طور التأرجح الهوائي فقط وأصبح الاستخدام السريري لركب التحكم في المعالج الدقيق أكثر انتشارًا بعد أن أضافت C-Leg (Ottobock) التخميد الفعال لاستقرار الموقف الهيدروليكي والتحكم في المعالج الدقيق بالإضافة إلى انثناء طور التأرجح الهيدروليكي التحكم في المعالج الدقيق والتخميد التمديد. منذ ذلك الحين، أصبحت الركبتان الاصطناعية الإضافية الخاملة والتحكم في المعالج الدقيق متاحة وتم الإبلاغ عن فوائد محاكاة التحكم في العضلات غريب الأطوار أثناء المشي بهذه الطريقة.
في عام 2006، أطلق أول مكون نشط ميكانيكيًا للأطراف السفلية: مكون من المعالج الدقيق بمحرك قوي بما يكفي لتحريك المفصل في المستوى السهمي أثناء مرحلة التأرجح، كما يغير نظام Proprio للكاحل أو القدم وضع عطف أخمصي لقدم من ألياف الكربون أثناء مرحلة التأرجح لتعزيز ميكانيكا المشي وسلامة مرتديها. لأول مرة، يمكن للمكون المتاح تجاريًا محاكاة تقلصات العضلات متحدة المركز لجهاز الطرف السفلي، بتطبيق تشبيه من الأطراف العلوية الاصطناعية، كان هذا هو المثال الأول لمكوِّن خارجي يعمل بالطاقة السفلية.
آليات الكاحل الاصطناعية السلبية التي تعمل بالطاقة من الجسم
تم تصنيف آليات الكاحل السلبية التي يتم التحكم فيها فقط من خلال تصميمها الميكانيكي تاريخياً إلى مجموعات مفاهيمية قليلة بناءً على أدائها الميكانيكي الحيوي الإجمالي، حيث يوثق البحث باستمرار أن هذه المكونات تؤدي إلى مشية دافعة تتميز بنقص توليد الطاقة في الكاحل في الموقف المتأخر، كما يظل هذا التصنيف المبسط مفيدًا لأن المكونات العديدة المتاحة تجاريًا داخل كل مجموعة مفاهيمية لها مؤشرات وقيود متشابهة جدًا، مما يجعل من السهل نسبيًا استبعاد الخيارات السيئة وإنشاء توصية وصفة طبية مناسبة وظيفيًا.
القدم ذات الكعب المصمت للكاحل
تتميز القدم ذات الكعب المصمت للكاحل بتصميم بسيط من الناحية الميكانيكية الحيوية، مع كاحله غير المفصلي وعدم وجود أجزاء داخلية معقدة، فهو أحد الخيارات الأخف وزنا والأقل تكلفة والأكثر دواما لعربات الإسعاف المنزلية المحدودة. في الولايات المتحدة، يتعرف برنامج Medicare على القدم ذات الكعب المصمت للكاحل كعنصر من أبسط الأطراف الاصطناعية الممكنة ويعتبرها ضرورية من الناحية الطبية للأفراد ذوي القدرات المحدودة للغاية على المشي.
يتكون الثلث الخلفي لتصميم نموذجي للقدم ذات الكعب المصمت للكاحل من مطاط رغوي ذو خلية مفتوحة يضغط بسهولة أثناء استجابة التحميل، أثناء ضغط الكعب، يتم إنزال نعل القدم تدريجيًا إلى الأرض مما يحاكي بشكل فعال انثناء أخمصي على الرغم من عدم وجود مفصل الكاحل، بينما يدفع الزخم الجسم للأمام، ترتد وسادة الكعب حتى يلامس طرف العارضة الأمامية الصلبة الأرض، ثم يسمح مقطع إصبع القدم المطاطي المرن بالتمرير السلبي ويحدث الكعب.
في دراسات متعددة عبر عدة عقود، كان تصميم القدم ذات الكعب المصمت للكاحل هو الخيار البديل الأقل كفاءة في استخدام الطاقة، خاصة للأفراد الذين يمكنهم المشي على المنحدرات أو الذين تكون سرعة سيرهم أقرب إلى المعدل الطبيعي. لذلك، من الأفضل أن يقتصر استخدامه على الرضع والأطفال الصغار (في حالة عدم وجود بديل آخر بسبب قيود الحجم) أو للأفراد المصابين بأمراض جسدية متعددة تمنعهم من المشي لأكثر من بضع خطوات أو من المشي بأكثر من وتيرة بطيئة جدًا.
أحادي المحور الكاحل
يبدو أن وجود قدم مفصلية مع مفصل الكاحل الميكانيكي الذي يسمح بحركة أخمصية وظهرية سلبية أمر منطقي وقد استخدم هذا التصميم لعدة قرون. ومع ذلك، عند مواءمته وتعديله بشكل صحيح للمستخدم، أظهرت الدراسات العلمية أن التمييز الميكانيكي الحيوي الأساسي لهذا المكون هو أنه يصل إلى القدم بشكل مسطح أسرع من البدائل والتي لها مزايا وعيوب سريرية.
بغض النظر عن المكون، ينشأ ناقل قوة رد الفعل الصافي عند التلامس الأولي من الجانب الخلفي للحذاء الملامس للأرض ثم يتحرك للأمام في خط التقدم أثناء التمشي. مع كاحل ميكانيكي أحادي المحور، يتحرك ناقل قوة رد الفعل للأمام بطريقة سلسة وخاضعة للرقابة حتى يحدث استواء القدم. في هذه المرحلة، يتحرك ناقل قوة رد الفعل على الفور إلى الأمام حتى يمر عبر مفصل الكاحل، كما يولد هذا الوضع الأمامي لناقل قوة رد الفعل لحظة تمديد الركبة التي تستمر حتى يتم تقييد حركة عطف الظهر السلبي من خلال توقف أمامي وفي أي وقت يتحرك ناقل قوة رد الفعل تدريجياً إلى الأمام إلى منطقة إصبع القدم، مما يزيد من لحظة تمديد الركبة.
تؤدي هذه الخاصية الميكانيكية الحيوية إلى ظهور المؤشر الأساسي لقدم الكاحل أحادي المحور الميكانيكي وهو زيادة ثبات الركبة، إذا كان مفصل الركبة الاصطناعي يفتقر إلى ثبات وقفة كافٍ أو إذا كان الشخص المصاب ببتر عظم الفخذ يعاني من ضعف قوة عضلات الفخذ، فقد يكون ذلك مفيدًا، كما يمكن أيضًا أن يكون القدم الكاحل أحادي المحور ميكانيكيًا مفيدًا عند الحاجة إلى ركبة صناعية مقفلة لأن حركة الكاحل ستسمح بنعل القدم بالبقاء مستويًا على الأرض طوال معظم مرحلة الوقوف. باستثناء هذه المؤشرات الضيقة، فإن معظم الأفراد الذين يعانون من بتر أطرافهم السفلية يتم خدمتهم بشكل أفضل من خلال الخيارات الأخرى.
