EN
The четиризвенен коленен став е станал една от най-клинично уважаваните протетика достъпни са коленни конструкции за ампутанти над коляното и с ампутация на коляното. В основата си този механизъм използва четиризвенна поликентрична връзка, за да възпроизведе сложното ротационно поведение на биологичното коляно, като по този начин отговаря на две от най-критичните изисквания в протезната реабилитация: надеждна стабилност по време на фазата на стояне и плавна, естествено изглеждаща походка. За клиницисти, протезисти и потребители, които оценяват протезни решения, разбирането точно как четиризвенната колянен став постига едновременно и двете цели, е от съществено значение за вземането на обосновано решение.
За разлика от едноосовия протезен коленен став, който се върти около фиксирана ос, четиризвенният коленен став създава непрекъснато променящ се мигновен център на въртене. Тази динамична геометрия е основната причина четиризвенният коленен став да осигурява превъзходна стабилност по време на натоварване с тегло, като при това позволява естествена и енергийно ефективна фаза на размах. В следващите раздели се анализират биомеханичните принципи, лежащи в основата на този дизайн, конкретните му приноси за стабилността и документираният му ефект върху качеството на ходенето.
Биомеханичен дизайн на четиризвенния коленен став
Четиризвенен полицеентричен механизъм
Четиризвенният коленната става получава името си от четирите твърди лоста, които образуват затворена кинематична верига. Два от тези лоста са конструктивни елементи, свързващи проксималния интерфейс на гнездото с дисталната част на подбедрицата, докато другите два формират въртящите се кръстосани връзки, които определят траекторията на движение на ставата. Докато четиризвенният коленната става се огъва и разтяга, геометрията на тези лостове кара мигновения център на въртене да се премества постериорно и супериорно. Това преместване не е случайно — то именно осигурява механичното предимство на четиризвенния коленната става по време на фазата на стояне при ходене. Конструкцията позволява на четиризвенния коленната става да функционира по-подобно на биологичното коляно, отколкото всяка алтернатива с фиксирана ос, като реагира динамично на натоварването, а не просто пасивно му противодейства.
Мигновен център на въртене и подравняване на натоварването
Когато човек, който носи тегло чрез колянно ставно устройство с четири лоста, е в ранната фаза на стойката, мигновеният център на ротация се намира зад вектора на силата на реакцията от земята. Тази конфигурация поставя колянното ставно устройство с четири лоста в геометрично устойчива позиция, което означава, че ставата противодейства на огъване без необходимостта от значително мускулно усилие от страна на потребителя. За ампутирани трансфеморално, които разчитат изцяло на мускулатурата на тазобедрената става за контролиране на движението на коляното, пасивната устойчивост, осигурявана от геометрията на колянното ставно устройство с четири лоста, значително намалява когнитивното и физическото усилие, необходимо за безопасно ходене. Този биомеханичен принцип е една от основните причини, поради които колянното ставно устройство с четири лоста постоянно се препоръчва за потребители с ограничена сила на остатъчната крайник или за тези, които се връщат към активен начин на живот.
Предимства на устойчивостта на колянното ставно устройство с четири лоста
Контролирано носене на товар по време на стойка
Стабилността по време на фазата на стояне е основната клинична загриженост за всеки потребител на протеза с коляно. Четирирамковият коленен став решава този проблем чрез своята самостабилизираща геометрия на лостовата система. Когато потребителят прилага телесното си тегло чрез протезата, четирирамковият коленен став се стяга геометрично и противодейства на непреднамерено огъване. Това означава, че на равна повърхност, пътеки с наклон или леко неравни повърхности четирирамковият коленен став осигурява надеждна опорна база, без потребителят да е принуден съзнателно да заключва или подпира коляното. Протезистите често подчертават четирирамковия коленен став като средство за укрепване на увереността, тъй като новите потребители изпитват по-малко спъвания и падания по време на ранната реабилитация в сравнение с алтернативите с фиксирана ос.
Съпротива срещу неочаквано огъване
Пропадане — внезапното, неконтролирано сриване на протезното коляно — е значителен риск за безопасността на ампутирани пациенти. Четиризвенният коленен став намалява този риск чрез същия механизъм на променящия се мигновен център, описан по-горе. Дори при външни възмущения или кратковременни грешки в подравняването четиризвенният коленен став има вродена склонност да се връща в устойчива, изправена позиция, а не да се срива. Това самоизправяне е особено ценно при изкачване и слизане по стълби, на тротоари и по наклонени повърхности, където едноосните коленни ставове са по-уязвими. Клиничните наблюдения последователно показват, че потребителите с четиризвенен коленен став докладват по-голяма увереност по време на преходни движения, което от своя страна подпомага по-активното им участие в ежедневния живот.
Естествена походка и четиризвенният коленен став
Ефективност на фазата на размах и свободно минаване на стъпалото
Естествената походка зависи не само от устойчивата стойка, но и от гладката, ефективна фаза на размахване. Четиризвенният коленнен став се отличава в това отношение, тъй като неговата полюсна геометрия води до по-къса функционална дължина на крака по време на фазата на размахване. Това автоматично скъсяване намалява енергията, необходима за избягване на допиране на пръстите на крака до земята, без да се налага на потребителя да прилага компенсаторни движения като повдигане на таза. Резултатът е походка, която изглежда и се усеща по-симетрична. При сравнение на видеозаписи на ходене на потребители с четиризвенен коленнен став и такива с едноосови коленни ставове както обучени, така и неквалифицирани наблюдатели обикновено оценяват походката с четиризвенния коленнен став като по-естествена. Това възприемано предимство има реална социална и психологическа стойност за потребителите на протези в професионални и социални среди.
Синхронизирано движение по разнообразен терен
Ходенето рядко се ограничава до равни повърхности. Коленната става с четири звена се адаптира добре към различни терени, тъй като геометрията на нейната лостова система пасивно коригира съпротивата и характеристиките на разтягане на коляното в отговор на променящите се ъгли на натоварването. При спускане по наклони коленната става с четири звена позволява контролирано огъване на коляното, което имитира ексцентричното мускулно действие на биологично коляно и предотвратява рязкото, неконтролирано спускане, характерно за по-простите конструкции. При изкачване по наклони и стълби коленната става с четири звена осигурява необходимата подкрепа при разтягане, но все пак позволява естествено огъване при тласъка. Тази способност за адаптация към терена прави коленната става с четири звена подходяща за активни потребители, които редовно се движат в сложни среди, а не предимно в равни вътрешни помещения.
Често задавани въпроси
Кой е най-подходящият кандидат за коленна става с четири звена?
Четиризвенният коленен став е добре подходящ за трансфеморални ампутанти с активност на ниво K2 до K4. Потребителите с ограничена сила на разгъващите мускули на тазобедрената става най-много се възползват от пасивната стабилност на четиризвенния коленен став, докато по-активните потребители оценяват качеството на ходенето му. Сертифициран протезист трябва да оцени дължината на остатъчната крайника, силата и ежедневните изисквания към активността, преди да предпише четиризвенен коленен став.
Изисква ли четиризвенният коленен став по-голяма поддръжка в сравнение с едноосевия коленен став?
Четиризвенният коленен став има повече механични компоненти в сравнение с едноосевия дизайн, което означава, че периодичната инспекция на шарнирите на лостовата система и подравняването са важни. Въпреки това, съвременните компоненти на четиризвенния коленен став са проектирани за издръжливост и обикновено не изискват по-голяма поддръжка в сравнение с други качествени протезни коленни ставове, когато се използват в рамките на препоръчителните насоки за активност. Редовните прегледи при протезист гарантират, че четиризвенният коленен став остава правилно подравнен и напълно функционален.
Може ли четиризвенният коленен став да поддържа бягането или дейности с високо натоварване?
Стандартните пасивни четиризвенни коленни ставове са оптимизирани за ходене и дейности от ежедневния живот, а не за бягане или спорт с високо натоварване. Някои напреднали модели четиризвенни коленни ставове включват хидравлични или пневматични резистентни единици, които разширяват приложението им към по-динамични дейности. Потребителите, които проявяват интерес към дейности с високо натоварване, трябва да обсъдят със специалист дали специализиран вариант на четиризвенен коленен став или различна категория протези по-добре отговаря на техните цели за производителност.