Oscilação e Conselho Reação Técnicas para estimar as propriedades de inércia de uma prótese abaixo do joelho

O objetivo geral deste procedimento é estimar as propriedades inerciais de uma prótese abaixo do joelho. Isso é feito medindo primeiro o período de oscilação com a prótese suspensa dentro de uma gaiola. O segundo passo é usar uma técnica de placa de reação para estimar a localização do centro de massa para o sistema combinado de prótese e gaiola.

Em seguida, a prótese é removida da gaiola e a técnica da placa de reação é usada para estimar a localização do centro de massa apenas da gaiola. A etapa final é medir o período de oscilação apenas para a gaiola. Em última análise, este sistema de medição inercial foi validado usando sólidos geométricos conhecidos, como um bloco de madeira de quatro por quatro.

Os resultados desses experimentos são apresentados no apêndice. As medições inerciais da gaiola são subtraídas das medidas da prótese e da gaiola combinadas para fornecer estimativas das propriedades inerciais da prótese. A principal vantagem desta técnica sobre os métodos existentes, como assumir propriedades inerciais do lado protético, são semelhantes às do lado intacto, é que a inércia da perna protética é representada com mais precisão no modelo biomecânico da pessoa Para começar, sente-se o amputado em uma cadeira onde a perna protética possa ser confortavelmente levantada do assento para que o sujeito possa realizar uma série de flexão do joelho e ações de extensão.

Em seguida, identifique o centro de rotação do joelho ou COR, e coloque um pequeno pedaço de fita adesiva no COR. Em seguida, medir a distância do lábio da prótese ao joelho, COR. Se o COR do joelho ficar inferior ao lábio da prótese, esse valor deve ser registrado como um valor negativo.

Em seguida, determine a distância entre o COR do joelho e o COR do tornozelo. Em seguida, remova a prótese e a manga subjacente para fazer medições do membro residual usando uma fita métrica flexível para estimar as propriedades inerciais do membro residual. Em seguida, meça a circunferência proximal do membro residual, a maior circunferência, a aproximadamente dois dedos da articulação do joelho.

Em seguida, determine a circunferência distal do membro residual na última proeminência óssea na extremidade distal. Em seguida, meça o comprimento do membro residual, a distância da cabeça da fíbula até o aspecto mais distal do membro residual. Remova a gaiola interna do rack de oscilação removendo o eixo, coloque o forro e a camada do sujeito dentro do encaixe da prótese.

Em seguida, posicione a prótese com segurança com a sapata ainda dentro da gaiola de oscilação interna, usando uma tira de Velcro para prender o pé da prótese na placa distal da gaiola. Em seguida, reposicione a gaiola interna dentro do rack de oscilação prendendo o eixo. Alinhe o braço de suspensão da gaiola interna com o parafuso de fixação, que definirá o ângulo de oscilação para menos de cinco graus.

Para iniciar um teste de oscilação, puxe a gaiola interna para trás até atingir o parafuso de fixação e, em seguida, mova-a para frente até que o espaço entre o parafuso de fixação e a gaiola interna seja visível. Colete três tentativas de oscilação com a prótese posicionada na gaiola interna e registre o tempo médio de um ciclo completo de oscilação para cada tentativa. Antes de mudar as medidas da placa de reação, mantenha a prótese fixada no rack e posicione a gaiola interna horizontalmente apoiando-a nas bordas da faca.

Em seguida, registre a distância entre a placa ajustável superior e a travessa fixa na parte superior da gaiola interna usando paquímetros digitais e uma fita métrica flexível. Em seguida, meça a distância entre a placa ajustável inferior e a travessa fixa na parte superior da gaiola interna e determine a distância entre a placa ajustável inferior e a travessa fixa na parte inferior da gaiola interna. Em seguida, meça a distância entre as duas pontas de faca.

Depois de rasgar a escala a zero, posicione o rack e o membro protético no conjunto da placa de reação. Em seguida, coloque uma extremidade da gaiola interna sobre a balança e posicione o fio da faca na parte inferior da gaiola interna de forma que fique nivelado e não haja tensão entre os dois fios da faca. Levante a extremidade da balança várias vezes e coloque-a de volta na balança.

Registre o valor assim que uma leitura consistente da escala for alcançada. Em seguida, remova a prótese da gaiola interna e registre a leitura da placa de reação apenas para a gaiola. Remova o sapato do membro protético e meça a massa do sapato.

Em seguida, obtenha a massa da prótese sem o sapato. Em seguida, meça a distância entre o COR do tornozelo e a superfície plantar do pé. Em seguida, determine o comprimento do pé protético sem o sapato.

Coloque o sapato de volta na prótese e meça a distância do COR do tornozelo até a sola do sapato e o comprimento do pé com o sapato. Em seguida, reposicione a gaiola interna dentro do rack de oscilação, certificando-se de que o canto preto com fita refletiva esteja mais próximo da fotocélula. Prenda o eixo e certifique-se de que o braço de suspensão da gaiola interna esteja alinhado com o parafuso de fixação.

Finalmente, colete 10 tentativas de oscilação registrando apenas o primeiro período de oscilação de cada teste C apêndice A para uma explicação de por que apenas o primeiro período de oscilação é registrado quando a gaiola está vazia. As propriedades inerciais do lado protético foram significativamente menores do que as propriedades inerciais da perna intacta. A massa do lado protético foi 39% menor.

O momento de inércia foi 52% menor e o centro de massa foi 24% mais próximo do joelho do que as estimativas intactas. As forças de reação articular do tornozelo, joelho e quadril foram determinadas nas direções anterior, posterior e vertical. A fase de apoio começa em 0% do ciclo da marcha e termina em aproximadamente 60% do ciclo da marcha.

O balanço continua até o próximo contato do pé da mesma perna em 100%Os seguintes resultados foram obtidos ao analisar os momentos articulares em torno de um eixo transversal através da articulação do tornozelo, joelho e quadril. Os perfis cinéticos do lado protético durante o balanço se assemelhavam mais aos de um membro intacto. Quando as propriedades inerciais de um membro intacto foram usadas para modelar o lado protético Uma vez dominada, essa técnica pode ser realizada em 30 minutos se feita corretamente.