8 Mayıs 2014
Vücut segmental atalet özellikleri ters dinamik modelleme için gereklidir. Bir salınım ve reaksiyon tahta teknik, aşağıda diz protezlerin atalet özellikleri kullanılarak ölçüldü. Protez bacak ters dinamik modelinde protez atalet doğrudan ölçümleri kullanılarak çıkan eklem kuvvet ve moment düşük çaplara sonuçlandı.
Bu prosedürün genel amacı, diz altı protezinin atalet özelliklerini tahmin etmektir. Bu, ilk olarak bir kafes içinde asılı duran protez ile salınım periyodunun ölçülmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, kombine protez ve kafes sistemi için kütle merkezi konumunu tahmin etmek için bir reaksiyon kartı tekniği kullanmaktır.
Daha sonra, protez kafesten çıkarılır ve sadece kafesin kütle merkezi konumunu tahmin etmek için reaksiyon kartı tekniği kullanılır. Son adım, yalnızca kafes için salınım periyodunu ölçmektir. Sonuç olarak, bu atalet ölçüm sistemi, dörde dört ahşap blok gibi bilinen geometrik katılar kullanılarak doğrulandı.
Bu deneylerden elde edilen sonuçlar ekte sunulmuştur. Kafesin atalet ölçümleri, protezin atalet özelliklerinin tahminlerini sağlamak için birleştirilen protez ve kafesin ölçümlerinden çıkarılır. Bu tekniğin mevcut yöntemlere göre temel avantajı, protez tarafın atalet özelliklerinin sağlam tarafınkine benzer olduğunu varsaymak gibi, protez bacağın ataletinin kişinin biyomekanik modelinde daha doğru bir şekilde temsil edilmesidir Başlamak için ampute bacak, protez bacağın koltuktan rahatça kaldırılabileceği bir sandalyeye oturun, böylece denek bir dizi diz fleksiyonu gerçekleştirebilir ve uzantı eylemleri.
Ardından, diz dönme merkezini veya COR'u belirleyin ve COR'a küçük bir bant parçası yerleştirin. Daha sonra protezin dudağından dizine olan mesafeyi ölçün, COR. Diz COR'u protezin dudağının altında oturuyorsa, bu değer negatif bir değer olarak kaydedilmelidir.
Ardından, diz COR ile ayak bileği COR arasındaki mesafeyi belirleyin. Daha sonra, güdüğün atalet özelliklerini tahmin etmek için esnek bir mezura kullanarak güdüğün ölçümlerini almak için protezi ve alttaki manşonu çıkarın. Daha sonra, güdüğün proksimal çevresini, en büyük çevreyi, diz ekleminden yaklaşık iki parmak genişliğinde ölçün.
Daha sonra güdüğün distal çevresini distal uçtaki son kemik çıkıntısında belirleyin. Daha sonra, güdüğün uzunluğunu, fibula başından güdüğün en distal yönüne kadar olan mesafeyi ölçün. Aksı çıkararak iç kafesi salınım rafından çıkarın, deneğin astarını ve katını protezin soketine yerleştirin.
Ardından, protezin ayağını kafesin distal plakasına sabitlemek için bir Velcro kayış kullanarak, ayakkabı hala takılıyken protezi iç salınım kafesi içinde güvenli bir şekilde yerleştirin. Ardından, aksı sabitleyerek iç kafesi salınım rafı içinde yeniden konumlandırın. İç kafesin asma kolunu, salınım açısını beş derecenin altına ayarlayacak olan ayar vidasıyla hizalayın.
Bir salınım denemesine başlamak için, iç kafesi ayar vidasına çarpana kadar geri çekin ve ardından ayar vidası ile iç kafes arasındaki boşluk görünene kadar ileri doğru hareket ettirin. İç kafese yerleştirilmiş protez ile üç salınım denemesi toplayın ve her deneme için bir tam salınım döngüsü için ortalama süreyi kaydedin. Reaksiyon levhası ölçülerini değiştirmeden önce, protezi rafta sabit tutun ve iç kafesi bıçak kenarlarına yatay olarak dayayarak konumlandırın.
Ardından, dijital kumpaslar ve esnek bir ölçüm bandı kullanarak üst ayarlanabilir plaka ile iç kafesin üst kısmındaki sabit çapraz eleman arasındaki mesafeyi kaydedin. Ardından, alt ayarlanabilir plaka ile iç kafesin üst kısmındaki sabit çapraz eleman arasındaki mesafeyi ölçün ve alt ayarlanabilir plaka ile iç kafesin altındaki sabit çapraz eleman arasındaki mesafeyi belirleyin. Ardından iki bıçak kenarı arasındaki mesafeyi ölçün.
Ölçeği sıfıra yırttıktan sonra, rafı ve protez uzvu reaksiyon kartı tertibatına yerleştirin. Ardından iç kafesin bir ucunu terazinin üzerine yerleştirin ve bıçak kenarını, düz olacak ve iki bıçak kenarı arasında gerilim olmayacak şekilde iç kafesin altına yerleştirin. Terazi ucunu birkaç kez kaldırın ve tekrar terazinin üzerine yerleştirin.
Ölçekten tutarlı bir okuma elde edildiğinde değeri kaydedin. Ardından, protezi iç kafesten çıkarın ve sadece kafes için reaksiyon kartı okumasını kaydedin. Ayakkabıyı protez uzuvdan çıkarın ve ayakkabının kütlesini ölçün.
Daha sonra protezin kütlesini ayakkabı olmadan elde edin. Ardından, ayak bileğinin COR'u ile ayağın plantar yüzeyi arasındaki mesafeyi ölçün. Daha sonra ayakkabısız protez ayağın uzunluğunu belirleyin.
Ayakkabıyı protezin üzerine geri yerleştirin ve ayak bileği COR'undan ayakkabının tabanına olan mesafeyi ve ayakkabı takılıyken ayağın uzunluğunu ölçün. Ardından, yansıtıcı bantlı siyah köşenin fotosele en yakın olduğundan emin olarak iç kafesi salınım rafı içinde yeniden konumlandırın. Ekseni sabitleyin ve iç kafesin asma kolunun ayar vidası ile hizalandığından emin olun.
Son olarak, kafes boşken neden yalnızca ilk salınım periyodunun kaydedildiğinin bir açıklaması için her bir deneme C ek A'nın yalnızca ilk salınım periyodunu kaydeden 10 salınım denemesi toplayın. Protez tarafın atalet özellikleri, sağlam bacağın atalet özelliklerinden önemli ölçüde daha düşüktü. Protez tarafın kütlesi %39 daha azdı.
Atalet momenti %52 daha azdı ve kütle merkezi, sağlam tahminlere göre dize %24 daha yakındı. Ayak bileği, diz ve kalçanın eklem reaksiyon kuvvetleri ön, arka ve dikey yönde belirlendi. Duruş aşaması yürüyüş döngüsünün %0'ında başlar ve yürüyüş döngüsünün yaklaşık %60'ında sona erer.
Salınım, aynı bacağın bir sonraki ayak temasına kadar %100 oranında devam ederAyak bileği, diz ve kalça eklemi boyunca enine bir eksen etrafındaki eklem momentleri analiz edildiğinde aşağıdaki sonuçlar elde edildi. Salınım sırasında protez tarafın kinetik profilleri, sağlam bir uzvunkine daha çok benziyordu. Protez tarafını modellemek için sağlam bir uzvun atalet özellikleri kullanıldığında Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa 30 dakika içinde gerçekleştirilebilir.
Bu çalışma, bir osilasyon ve reaksiyon tablası tekniği kullanarak diz altı protezlerin atalet özelliklerinin tahmin edilmesine odaklanmaktadır. Bulgular, protez ataletinin doğrudan ölçülmesinin daha doğru biyomekanik modellere yol açtığını, bunun da daha düşük eklem kuvvetleri ve momentleri ile sonuçlandığını göstermektedir.
Protez atalet özelliklerinin doğru tahmini, rehabilitasyon araştırmalarında ve cihaz geliştirmede biyomekanik modelleme için kritik öneme sahiptir. Doğrudan ölçüm teknikleri, özellikle salınım fazı sırasında eklem kinetiğini saptırabilecek modelleme varsayımlarını azaltır. Bu durum, protez tasarımlarının ve fonksiyonel sonuçların daha güvenilir preklinik değerlendirmesini destekler.
Bu yöntem, biyolojik sistem karakterizasyonunun sonraki fonksiyonel değerlendirmelere temel oluşturduğu erken keşif iş akışlarına uygundur.