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大腿假肢的工作原理

2022-07-13 11:26:29

  大腿假肢由假脚、踝关节机构、小腿部、膝关节机构、大腿部、接受腔、悬吊装置构成。本章就主要对假脚与踝关节部件、膝关节机构、接受腔和悬吊装置进行一些简单的工作原理的描述。



  假脚与踝关节部件


  假脚、踝关节,亦称下肢假肢的踝足机构,是各种小腿假肢、大腿假肢所共有的基本部件,种类很多,有各自不同的特点和不同的适用性。目前使用最多的假脚是固定踝关节的SACH脚和单轴多踝脚。近来假脚结构的发展有两个主要的方向,一是多轴动踝脚;二是“储能”假脚,为假肢的应用开辟了崭新的领域。


  1.单轴脚


  单轴脚是一种动踝脚,主要机械部件式一根垂直于矢状面的旋转轴。假肢的小腿部分和脚之间可以围绕这根旋转轴作相对转动,从而实现假脚趾屈和背屈。在旋转轴的前后各有一块用硬橡胶做的弹性缓冲块,以适应假脚踝关节所受的趾屈和背屈力。假脚的主体部分是用木材制成的。其底面及前部脚趾部分则是用橡胶或聚氨酯材料制作的,因此称为木胶脚或聚氨酯脚。单轴动踝后方的趾屈缓冲块刚度较低,使得脚跟落地时的冲击力大部分被吸收,因此有助于提高膝关节的稳定性。通过调节前后缓冲块的弹性,可以使假脚适应不同截肢者的需要。脚趾部分在受力时的弯曲变形,使得行走较为自然、舒适。单轴动踝脚的缺点是单轴脚只能有趾屈、背屈运动,无法实现内、外翻及水平面上的转动,所以在不平路面行走时不能补偿其他方面的受力。与固定踝类的假脚相比,单轴动踝脚较重,其外观也不如固定踝假脚好。


  2.万向脚


  通常是用一块可以允许任何方向运动的弹性块作为假脚小腿部分和脚之间的联接件,是最流行的万向脚的基本构造,这种假脚能够减少假肢其他部件在侧向和水平面上的受力,实现内、外翻及水平转动,适合于截肢者在水平路面上的行走。其缺点是结构复杂,维修需求高,价格较贵,重量也大。


  3.定踝软跟脚简称SACH脚。


  SACH脚与单轴脚不同,SACH脚没有一个活动的踝关节,假肢的小腿和脚是用螺栓固定在一起的。假脚整体用橡胶或聚氨酯材料制成,脚后跟处有一个楔形的弹性好的软垫。行走时,这一软垫起的作用与单轴动踝脚的趾屈缓冲块的作用相似,而类似于单轴轴背屈缓冲块的作用则是靠胶质假脚前掌部分的整体变形来实现的。假脚的整体都具有一定的弹性,SACH脚能允许一定的内、外翻和水平转动。由于结构简单,基本上不需要维修,它的重量很轻,因此降低了运动时的能量消耗;SACH脚的外观可以做得与真实的脚一样,在脚和小腿之间没有像动踝脚那样的缝隙。


  4.“储能”脚“储能”脚为SACH脚的变种,属于固定踝类的假脚,其样式很多。


  其最主要特征是有一个用特殊弹性材料做得脚芯,称为“龙骨”,其外面用橡胶或聚氨酯铸成脚的形状。“储能”脚是为了适应截肢者运动的需要而发展起来的。使用弹性“龙骨”是为了让假脚具有良好的回弹性或称“储能”性。这样假脚就能在运动时对人有一个助力,部分地代偿截肢者所失去的腿部肌肉的功能。