أجهزة تقويم الركبة للاضطرابات الرياضية
تعد إصابات الركبة شائعة أثناء المشاركة في كل من الرياضات الاحتكاكية وغير الاحتكاكية. مع زيادة عدد الأفراد المشاركين، زاد عدد إصابات الركبة، كما تشمل هياكل الركبة الأكثر عرضة للإصابة الرباط الصليبي الأمامي والرباط الصليبي الخلفي والرباط الجانبي الإنسي والرباط الجانبي الجانبي والغضروف المفصلي الإنسي والجانبي، عند إصابة هذه الهياكل، تتأثر وظيفة مفصل الركبة وثباتها.
أيضًا، يتم تقليل الحماية التي توفرها هذه الهياكل ولا يتم التعبير عن أسطح الظنبوب الفخذي والرضفي الأخشاب بشكل صحيح، هذا يمكن أن يؤدي إلى الألم وفي النهاية مرض مفصل تنكسي متقدم وقد تم استخدام دعامات الركبة في كل خطوة من عملية الإصابة، بما في ذلك الوقاية من الإصابة وإعادة تأهيل الأربطة بعد إعادة البناء وعلاج عدم الاستقرار الوظيفي لمفصل الركبة، نظرًا لحدوث إصابات في الركبة لدى الرياضيين البارزين والحملات التسويقية القوية من قبل الشركات المصنعة للدعامات، فقد زاد الاهتمام بدعامات الركبة.
ومع ذلك، من الصعب العثور على معلومات دقيقة وغير متحيزة فيما يتعلق بالاستخدام الصحيح لتقويم الركبة وللتغلب على بعض الارتباك، صنفت الأكاديمية الأمريكية لجراحي العظام دعامات الركبة إلى ثلاث فئات: دعامات وقائية، تهدف إلى منع إصابة الأفراد الأصحاء، دعامات وظيفية، مصممة لإثبات ثبات الركبة غير المستقرة ودعامات تأهيلية مصممة للسماح بنطاق الحركة المحمي أثناء إعادة التأهيل أو فترة ما بعد الجراحة المبكرة.
تم تصميم الأقواس الحالية لإعادة إنشاء حركيات الركبة الطبيعية مع تحقيق كل هذه الأهداف. ومع ذلك، لا تزال فعالية هذه الأقواس قابلة للنقاش، يظل اللاعبون والمدربون والمدربون والمعالجون والأطباء مرتبكين لأن الدراسات أظهرت نتائج مفيدة وملتبسة وسلبية لارتداء الدعامة في كل مكان.
الميكانيكا الحيوية لمفصل الركبة
يعمل مفصل الركبة كمفصل، مما يسمح بالثني والتمدد في مستوى الحركة السهمي. ومع ذلك، يحدث الانثناء والتمدد حول مركز دوران متغير باستمرار، يسمى الدوران متعدد المراكز، هذا يسمح لعملية تسمى التراجع الفخذي، عندما يبدأ ثني الركبة بالامتداد الكامل، تبدأ اللقمة الفخذية في التدحرج دون انزلاق ومع مزيد من انثناء الركبة يصبح الانزلاق أكثر انتشارًا، كما يخضع مفصل الركبة أيضًا للدوران المحوري أثناء الثني والإطالة.
يحدث الدوران المحوري بسبب نصف قطر الانحناء الظهري بين لقمات الفخذ الإنسي والجانبي والشكل المحدب لهضبة الظنبوب الإنسي والشكل المقعر للهضبة الظنبوبية الجانبية وقدرة العضلة على التمدد بسرعة أكبر من الرباط الصليبي الجانبي، عندما يستمر مفصل الركبة في الانثناء طوال النطاق الكامل للحركة، يكون هناك دوران داخلي لقصبة الساق، في حين يكون المقلوب صحيحًا مع تمديد الركبة.
تعتمد وظيفة حركة الركبة أيضًا على الهياكل الأربعة الرئيسية للركبة وتحديداً هياكل الرباط الصليبي الأمامي و الرباط الصليبي الخلفي و الرباط الجانبي الإنسي والرباط الجانبي. وصف الباحثون اعتماد ثبات الركبة على هذه الهياكل على أنه نظام الأربطة الرباعية وهذه الأربطة مسؤولة عن الحفاظ على ثبات الركبة أثناء التراجع الفخذي والدوران المحوري لمفصل الركبة، إذا لم يستوعب جهاز تقويم الركبة الحركية الطبيعية للركبة، فقد يكون نطاق الحركة محدودًا أو قد تتعرض الأربطة للضغط مما يؤدي إلى التراخي.
تصميم دعامات الركبة
تم تصميم دعامات الركبة لنقل الحمل مع السماح بحركة الركبة الطبيعية، هذا يعتمد على مقدار الرافعة التي يمكن أن توفرها دعامة الركبة، كما تنتج الأقواس الطويلة قدرًا أكبر من الرافعة المالية، لذلك، يختار الرياضيون عادةً الدعامة الأطول التي توفر أفضل ملاءمة للأطراف
يعتمد الوضع الأمثل لتطبيق الرافعة المالية على هدف دعامة الركبة. عادة ما يتم تصميم الأقواس الوقائية بأنظمة أحادية المفصلة، تحتوي بعض التصميمات الأحدث على دعامات ثنائية ومفصلات متعددة المراكز، كما يتم استخدامها لمنع إجهاد الرباط الجانبي الإنسي من خلال تطبيق الرافعة بشكل جانبي على الساق والقصبة لتثبيط الأروح المفرطة. عادة ما يتم تصميم دعامات الركبة الوظيفية بأنظمة ثنائية متعددة التثريش، تعمل هذه الأقواس على منع تكرار عدم الاستقرار في المرضى الذين يعانون من تمزق الرباط الصليبي الأمامي، إنهم يتصرفون من خلال تطبيق ترجمة غير طبيعية للرافعة الأمامية لعظم القصبة على عظم الفخذ.
أثبتت كل من التصميمات الجاهزة والمخصصة فعاليتها إذا كانت هندسة الدعامة تتطابق مع هندسة الطرف، تم تصميم دعامات الركبة الجاهزة على أساس الهندسة التقريبية وطول الركبة الفردية. لذلك ، يوصى بأن تمارس الرياضة على دعامات مختلفة من شركات مختلفة من أجل تحديد الأنسب.
عادةً ما يتم صب دعامات الركبة المخصصة أو تتبع الساق لتطابق شكل الدعامة مع هندسة الفخذ والركبة. من الناحية النظرية، فإن التصميمات المخصصة بدقة أكبر تخلق حركة الركبة الطبيعية، ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات أنه حتى التصميمات المخصصة تحد من ثني الركبة في مرحلة التأرجح للتشغيل مقارنة بالظروف غير المربوطة. في النهاية، تعتمد فعالية الدعامة على كيفية توزيع الحمل عبر الطرف. هذا يعتمد على عدد من العوامل، بما في ذلك الهندسة وآلية التعلق ومواد التصنيع وتصميم المفصلة.
تعلق الدعامة على الأطراف من خلال هندسة دعامات الفخذ والظنبوب، كما تتصل دعامات الفخذ والساق بالقائمة (الدعامات) بينما تظل محيطة بالبعد، تم عرض حشوة لقم الظنبوب والفخذ لتوفير مزيد من الاتصال. عادة ما تكون آلية ربط الدعامة بالأطراف من خلال الربط. نوعان من الربط هما تصميمات مرنة وغير مرنة (أو صدفة)، كما تعتبر الأشرطة المرنة أكثر راحة ولكن يتم فقد الرافعة مع كل تقلص للعضلة.
من الناحية النظرية، فإن تصميم الهيكل عبارة عن تحسين متحرك لأنه يمكن تطبيق الرافعة المالية المستمرة ولكن لا يمكن تحملها بشكل جيد بسبب طبيعتها التقييدية، كما يحدد عدد الأحزمة وترتيبها كيفية توزيع الحمل عبر الركبة، كما تحتوي معظم الأقواس على أربعة أحزمة على الأقل، كما تحتوي بعض الأقواس الوظيفية على أحزمة أكثر بمساحات سطحية أكبر لزيادة كمية الرافعة المطبقة. أهم حزام هو حزام فوق الرضفة لأنه يحافظ على موضع الدعامة على الركبة عن طريق منع الهجرة السفلية للدعامة.
تم تصنيع الأقواس في الأصل من الفولاذ الثقيل والبلاستيك ويزن هذه الأقواس أكثر من 5 أرطال وفي الآونة الأخيرة، تم تصنيع الأقواس من مواد مركبة خفيفة الوزن، مثل ألياف الكربون والألمنيوم، التي يقل وزنها عن 1 رطل، كما تسمح هذه الأقواس بإنفاق طاقة أقل وتحفيز أقل مناسب للرياضيين مع بقائه متينًا للغاية.
قيود دعامات الركبة
أظهرت العديد من الدراسات أن الرياضيين المستعدين لديهم فعالية ملتبسة أو سلبية مقارنة بالرياضيين غير المتمرسين، كما قد يعكس هذا قيود دعامة الركبة. كما تم انتقاد دعامات الركبة أحادية المفصلة بسبب الإجهاد المسبق للأربطة والتسبب في تراخي الرباط المزمن، في حين أن أنظمة المفصلات المزدوجة تعيد إنشاء حركة الركبة الطبيعية بشكل أكثر دقة وتجنب المضاعفات، تميل الأقواس إلى الهجرة بعيدًا لأن الأنسجة الرخوة تتكون من مواد قابلة للانضغاط.
هذا يحد من قدرة دعامة الركبة على تطبيق الرافعة المالية، يوصي المؤلفون بالحجم المناسب وشد الأشرطة أو الشريط أو السحابات الخطافية وحلق شعر الساق لتقليل هذه احتمالية فقدان النفوذ. بالإضافة إلى ذلك، توفر الأقواس تحكمًا بسيطًا في الدوران المحوري لأنها توفر قدرة محدودة على مقاومة الأحمال الانتقالية، بسبب المعدن المكشوف، من المعروف أن الإصابات الناجمة عن الدعامة تُلحق باللاعبين الآخرين. أخيرًا، تحتوي الأقواس على ملف حد التحمل، مثل أن التحميل الدوري المتكرر للمكونات قد يؤدي في النهاية إلى تشوه البلاستيك والفشل الأخير في دعامة الركبة.
