Oscillazione e di società di reazione tecniche per stimare inerziale proprietà di una protesi sotto il ginocchio

L'obiettivo generale di questa procedura è stimare le proprietà inerziali di una protesi sotto il ginocchio. Ciò si ottiene misurando prima il periodo di oscillazione con la protesi sospesa all'interno di una gabbia. Il secondo passo consiste nell'utilizzare una tecnica di reazione per stimare la posizione del centro di massa per il sistema combinato di protesi e gabbia.

Successivamente, la protesi viene rimossa dalla gabbia e viene utilizzata la tecnica della tavola di reazione per stimare la posizione del centro di massa della sola gabbia. Il passaggio finale consiste nel misurare il periodo di oscillazione per la sola gabbia. In definitiva, questo sistema di misurazione inerziale è stato convalidato utilizzando solidi geometrici noti, come un blocco di legno quattro per quattro.

I risultati di questi esperimenti sono presentati in appendice. Le misurazioni inerziali della gabbia vengono sottratte dalle misure della protesi e della gabbia combinate per fornire stime delle proprietà inerziali della protesi. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come l'assunzione delle proprietà inerziali del lato protesico, sono simili a quelle del lato intatto, è che l'inerzia della gamba protesica è rappresentata in modo più accurato nel modello biomeccanico della persona Per iniziare, far sedere l'amputato su una sedia in cui la gamba protesica può essere comodamente sollevata dal sedile in modo che il soggetto possa eseguire una serie di flessione del ginocchio e azioni di estensione.

Quindi, identifica il centro di rotazione del ginocchio o COR e posiziona un piccolo pezzo di nastro adesivo sul COR. Quindi misurare la distanza dal labbro della protesi al ginocchio, COR. Se il COR del ginocchio si trova al di sotto del labbro della protesi, questo valore deve essere registrato come valore negativo.

Quindi, determina la distanza tra il COR del ginocchio e il COR della caviglia. Quindi rimuovere la protesi e il manicotto sottostante per prendere le misure dell'arto residuo utilizzando un metro a nastro flessibile per stimare le proprietà inerziali dell'arto residuo. Quindi, misurare la circonferenza prossimale dell'arto residuo, la circonferenza più grande, a circa due dita di larghezza dall'articolazione del ginocchio.

Quindi determinare la circonferenza distale dell'arto residuo all'ultima prominenza ossea sull'estremità distale. Successivamente, misurare la lunghezza dell'arto residuo, la distanza dalla testa del perone all'aspetto più distale dell'arto residuo. Rimuovere la gabbia interna dalla cremagliera oscillante rimuovendo l'asse, posizionare il rivestimento del soggetto e lo strato all'interno dell'invasatura della protesi.

Quindi posizionare saldamente la protesi con la scarpa ancora indossata all'interno della gabbia oscillante interna, utilizzando una cinghia in Velcro per fissare il piede della protesi sulla placca distale della gabbia. Quindi, riposizionare la gabbia interna all'interno della cremagliera oscillante fissando l'asse. Allineare il braccio di sospensione della gabbia interna con la vite di fermo, che imposterà l'angolo di oscillazione a meno di cinque gradi.

Per iniziare una prova di oscillazione, tirare indietro la gabbia interna finché non colpisce la vite di fermo, quindi spostarla in avanti finché non è visibile lo spazio tra la vite di fermo e la gabbia interna. Raccogli tre prove di oscillazione con la protesi posizionata nella gabbia interna e registra il tempo medio per un ciclo completo di oscillazione per ogni prova. Prima di spostare le misure della tavola di reazione, tenere la protesi fissata nel rack e posizionare la gabbia interna orizzontalmente appoggiandola sui bordi del coltello.

Quindi registra la distanza tra la piastra superiore regolabile e la traversa fissa nella parte superiore della gabbia interna utilizzando calibri digitali e un metro a nastro flessibile. Quindi, misurare la distanza tra la piastra regolabile inferiore e la traversa fissa nella parte superiore della gabbia interna e determinare la distanza tra la piastra regolabile inferiore e la traversa fissa nella parte inferiore della gabbia interna. Quindi misurare la distanza tra i due bordi del coltello.

Dopo aver strappato la scala a zero, posizionare la rastrelliera e l'arto protesico nel gruppo della scheda di reazione. Quindi posizionare un'estremità della gabbia interna sopra la scala e posizionare il bordo del coltello nella parte inferiore della gabbia interna in modo che sia a livello e non ci sia tensione tra i due bordi del coltello. Sollevare più volte l'estremità della bilancia e riposizionarla sulla bilancia.

Registrare il valore una volta raggiunta una lettura coerente dalla bilancia. Quindi, rimuovere la protesi dalla gabbia interna e registrare la lettura della scheda di reazione solo per la gabbia. Rimuovere la scarpa dall'arto protesico e misurare la massa della scarpa.

Quindi ottenere la massa della protesi senza la scarpa. Successivamente, misurare la distanza tra il COR della caviglia e la superficie plantare del piede. Quindi determinare la lunghezza del piede protesico senza la scarpa.

Riposizionare la scarpa sulla protesi e misurare la distanza dalla caviglia COR alla suola della scarpa e la lunghezza del piede con la scarpa indossata. Riposizionare quindi la gabbia interna all'interno della cremagliera oscillante, assicurandosi che l'angolo nero con nastro riflettente sia il più vicino possibile alla fotocellula. Fissare l'asse e assicurarsi che il braccio di sospensione della gabbia interna sia allineato con la vite di fermo.

Infine, raccogli 10 prove di oscillazione registrando solo il primo periodo di oscillazione di ciascuna prova C appendice A per una spiegazione del motivo per cui solo il primo periodo di oscillazione viene registrato quando la gabbia è vuota. Le proprietà inerziali del lato protesico erano significativamente inferiori alle proprietà inerziali della gamba intatta. La massa del lato protesico era inferiore del 39%.

Il momento d'inerzia era inferiore del 52% e il centro di massa era del 24% più vicino al ginocchio rispetto alle stime intatte. Le forze di reazione articolare della caviglia, del ginocchio e dell'anca sono state determinate nelle direzioni anteriore, posteriore e verticale. La fase di appoggio inizia allo 0% del ciclo del passo e termina a circa il 60% del ciclo del passo.

L'oscillazione continua fino al successivo contatto con il piede della stessa gamba al 100%I seguenti risultati sono stati ottenuti analizzando i momenti articolari attorno a un asse trasversale attraverso l'articolazione della caviglia, del ginocchio e dell'anca. I profili cinetici del lato protesico durante lo swing assomigliavano più da vicino a quelli di un arto intatto. Quando le proprietà inerziali di un arto intatto sono state utilizzate per modellare il lato protesico Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita entro 30 minuti se eseguita correttamente.