Коленные модули - это современные медицинские устройства, в которых используются механизмы и компоненты для имитации нормальной биологической функции коленного сустава у лиц с ампутацией выше колена. В настоящее время используются разнообразные коленные модули, каждый из которых по-разному функционирует, с учетом биомеханики ходьбы пользователя. Коленный модуль обеспечивает стабильность вертикального положения, сгибание конечности при шаге и сопротивление качанию, предотвращают падение, обеспечивают амортизацию ударов при шаге и симметрию походки.
Критерии назначения и выбор коленных модулей зависят от взаимодействия между пользователем и протезом, которое зависит от уровня двигательной активности пользователя, от способности пациента самостоятельно выполнять повседневные задачи. Неправильно подобранные и настроенные коленные модули могут привести к снижению устойчивости, ограничению сгибания стопы, неестественной походке пользователей и другим сложностям.
Падение и стабильность. Стабильность протеза и коленного модуля предотвращает падение в вертикальном положении и обеспечивает сгибание на этапе перед началом шага. Ампутация выше колена неразрывно связана с повышенным риском падения. Основные причины падения – это подгибание тела в фазе опоры-переноса и спотыкание в фазе подготовки к шагу. В обоих случаях на стабильность коленного модуля влияют положение и направление линии нагрузки. Для предотвращения падений во время фазы опоры необходимо правильно рассчитать момент торможения и положение центра колена.
Остеоартрит. Помимо стабильности, при подборе коленного модуля важна способность поглощать удары. Это может защитить суставы активных пользователей от усталости и повреждений. Общепризнано, что остеоартрит связан с длительным использованием протезов конечностей. У многих пользователей наблюдается остеоартрит сохранившейся конечности. Эта проблема со здоровьем возникает из-за различий в движениях протеза и нагрузок на сохранившуюся конечность. После фазы отталкивания ногой (переноса протеза) требуется наклониться вперед и поднять вверх культю, где инерция ноги преобразуется в кинетическую энергию при следующем ударе. Мышцы-разгибатели сохранившихся коленных суставов способствуют амортизации ударов и торможению ног с помощью угла сгибания. Следовательно, к сохранившейся конечности постоянно прикладываются силы и импульсы, что приводит к увеличению остеоартрита.
Расход энергии и симметрия походки. По сравнению со здоровыми коленями, коленные модули не могут качаться естественным образом без дополнительных усилий, регулирующих движение. Колено создает крутящий момент, влияющий на его кинематику, что в основном приводит к отрицательной работе. Для повышения эффективности и естественности коленных модулей предлагаются фрикционные, пневматические и гидравлические узлы, работающие по оси колена. Также, у лиц с ампутацией выше колена, выше метаболические затраты. Высокие энергозатраты в основном вызваны асимметричной походкой из-за движения протеза и нагрузки.
Задача нашего протезно-ортопедического центра, а именно врача и техника-протезиста заключается в том, чтобы подобрать функциональные механизмы и компоненты, адаптированные к восстановлению утраченных функций конкретного человека, с учетом особенностей биомеханики ходьбы и технических возможностей современных коленных модулей.