Transcript

1 Η ΕΜΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΠΡΟΘΕΣΕΩΝ ΤΩΝ ΚΑΤΩ ΑΚΡΩΝ ρ. Παναγιώτης Β. Τσακλής Αναπληρωτής Καθηγητής Το κινητικό σύστηµα είναι ένα τελείως ολοκληρωµένο σύστηµα, µε τον κορµό και τα µέλη να συνεισφέρουν στην οµαλότητα της λειτουργίας του συνόλου. Τα αποτελέσµατα του ακρωτηριασµού δεν είναι µόνο η φυσική απώλεια του ακρωτηριασµένου άκρου αλλά και η αφαίρεση της συνεισφοράς του άκρου αυτού από ολόκληρο τον κινητικό µηχανισµό. Για αυτό, είναι απαραίτητο να αποζηµιώσουµε για την λειτουργική αυτή απώλεια µε αλλαγές στην συµπεριφορά τον υπολοίπων εναποµένων µερών του συστήµατος. Οι ακρωτηριασµοί εκτελούνται συνήθως στην µεσότητα των αρθρωτών µελών και σπανίως µέσα στην άρθρωση. Πολλοί µυς επεκτείνονται πάνω από δύο ή και περισσότερες αρθρώσεις και επηρεάζουν σε ένα ποικίλο βαθµό την κίνηση και στις δύο αρθρώσεις, στην κεντρική και στην περιφερική. Πρέπει να υπενθυµισθεί ότι η έκταση ενός µυός καθώς επίσης και η ταχύτητα της συστολής του σχετίζονται µε το ολικό µήκος του. Έτσι, ο ακρωτηριασµός στην µεσότητα του µηρού ή της κνήµης µπορεί να επηρεάσει τις εναποµείνασες λειτουργίες του κολοβώµατος κατά πολλούς τρόπους. Το µήκος του οστού του κολοβώµατος είναι σηµαντικό στην παροχή επαρκούς µοχλοβραχίονα για την µεταφορά των δυνάµεων ανάµεσα στο κολόβωµα και στην θήκη της πρόθεσης. Το κόψιµο των µυών µεταβάλλει την ικανότητα τους στο να κινούν την κεντρική άρθρωση, ειδικά αν έχουν αφεθεί να βραχυνθούν. Επειδή είναι επιθυµητό να διατηρηθεί όλη η λειτουργικότητα που είναι δυνατή, γίνεται περισσότερο αποδεκτό από τους χειρούργους ότι κάποιου είδους µυϊκής συρραφής (χειρουργική τοποθέτηση-ένωση των µυών) πρέπει να εκτελεστεί κατά την διάρκεια του ακρωτηριασµού. Μία τέτοια διαδικασία συνίσταται είτε ράβοντας τους εκτατικούς και καµπτικούς µύες στην άκρη του κολοβώµατος µε ελαφριά τάση είτε σταθεροποιώντας τους µύες µέσα σε τρύπες από τροχό τοποθετηµένες στην άκρη του οστού του κολοβώµατος. Έτσι, η υπερβολική βράχυνση µε αντίκτυπο την αδυναµία, αποφεύγεται. Το ιδανικά ακρωτηριασµένο µέλος θα πρέπει να έχει περίπου 6 mm µαλακού ιστού πάνω από την άκρη του οστού του κολοβώµατος και ο εν τω 1

2 βάθη περιτονία να έχει κλειστεί προσεκτικά έτσι ώστε το δέρµα να είναι ελεύθερο να κινείται πάνω από τον εν τω βάθη ιστό. Το δέρµα πρέπει να έχει κλειστεί ως µία πληγή σε πλαστική διαδικασία ώστε να υπάρχει µηδαµινή ουλή. Το κολόβωµα πρέπει να έχει οµαλό περίγραµµα χωρίς περιττό δέρµα. Επειδή η σκελετική σταθεροποίηση της πρόθεσης δεν είναι ακόµη εφικτή, όλες οι δυνάµεις ανάµεσα στο οστό του κολοβώµατος και στην θήκη πρέπει να µεταφερθούν µέσω των παρεµβαλλόµενων µαλακών ιστών, οι οποίοι δεν είναι κατασκευασµένοι να αντέχουν τέτοιες δυνάµεις. Τα συστήµατα δυνάµεων που δρουν στο κολόβωµα κατά την διάρκεια της χρήσης της πρόθεσης πρέπει να κατανοηθούν, διότι καθορίζουν το σχήµα της πρόθεσης, την καλύτερη ευθυγράµµιση για άριστη λειτουργία και την ανάγκη ενσωµάτωσης συγκεκριµένων µηχανικών συσκευών µέσα στην πρόθεση. Στην διαδικασία της σταθεροποίησης µίας πρόθεσης σε έναν κολόβωµα, ο ορθοπεδικός τεχνικός πρέπει πρώτα να σταθεροποιήσει την θήκη στο κατάλληλο σηµείο και άνετα γύρω από το κολόβωµα ώστε να συνθέσει µία αποτελεσµατική σύνδεση µε την πρόθεση. Πρέπει να επιλέξει και να συγκεντρώσει τα ποικίλα συστατικά της πρόθεσης που χρειάζεται για να εξασφαλίσει µια λειτουργική και σταθερή συσκευή που ικανοποιεί τις ανάγκες του κολοβωµατία. Τέλος, πρέπει να ευθυγραµµίσει και να προσαρ-µόσει την πρόθεση στο κολόβωµα για να παρέχει αυτή την µέγιστη αποκατά-σταση της λειτουργικότητας και µικρότερη απόκλιση στο βάδισµα και στην φάση στήριξης και στην φάση αιώρησης του κύκλου βάδισης. Για να επιτευχθεί η µέγιστη αποκατάσταση της λειτουργικότητας του κάτω ακρωτηριασµένου άκρου, είναι κατάλληλες οι επόµενες γενικές θεωρήσεις: Η θήκη πρέπει να είναι άνετη. Πρέπει να εκτιµηθούν τα µεγέθη και οι εντοπίσεις των δυνάµεων που δρουν ανάµεσα στο κολόβωµα και στην θήκη. Τέλος, ενδείκνυται µία αξιολόγηση της αποτελεσµατικότητας του συνδυασµού ανθρώπου-µηχανής (το σώµα µαζί µε την πρόθεση). Το τελευταίο, απαιτεί µια σωστή γνώση της εµβιοµηχανικής της ανθρώπινης βάδισης.. Στην κάθε µία από την προαναφερθείσες κατηγορίες, τα ειδικά προβλή- µατα που αντιµετωπίζονται, ποικίλουν µε το επίπεδο του ακρωτηριασµού. Οι ακρωτηριασµοί στο κάτω άκρο µπορεί να διεξαχθούν σε πολλά επίπεδα, από 2

3 µερικό ακρωτηριασµό του άκρου πόδα µέχρι ηµιπυελοεκτοµή. Η συζήτηση που ακολουθεί θα θεωρήσει τέσσερα διαφορετικά επίπεδα ακρωτηριασµού ως παραδείγµατα για την απόκτηση γνώσης σχετικά µε την κίνηση και την φυσιολογία για την ανάπτυξη και σταθεροποίηση λειτουργικών προθέσεων. ΑΚΡΩΤΗΡΙΑΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΜΕΣΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΜΗΡΟΥ Μία ανάλυση των συστηµάτων των δυνάµεων που δρουν στο κολόβωµα κατά την διάρκεια της χρήσης της πρόθεσης κάτω από διάφορες συνθήκες, θα παρουσιαστεί πρώτα. Τέτοιες δυνάµεις µπορούν να µετρηθούν όπου υπάρχουν οι ευκολίες, και τα αποτελέσµατα τέτοιων ερευνών θα πρέπει να εξεταστούν προσεκτικά. Παρ όλα αυτά, σε πολλές περιπτώσεις είναι ση- µαντικό να υπολογιστούν τα σχετικά µεγέθη τέτοιων δυνάµεων στην βάση συγκεκριµένων υποθέσεων. Οι υπολογισµοί αυτού του τύπου µπορούν να βοηθήσουν στο να οριστούν τέτοιες περιοχές του κολοβώµατος που θα υποστούν εντοπισµένα και ή αυξηµένα µεγέθη πίεσης στην επαφή θήκης-κολοβώµατος κάτω από τις δυναµικές συνθήκες της βάδισης ή άλλων δραστηριοτήτων. Τα αποτελέσµατα αυτών των ερευνών είναι χρήσιµα στην κατασκευή διαγραµµάτων που θα µπορούν να παρέχουν µία άνετη και µεγάλης διάρκειας εφαρµογή της θήκης στο κολόβωµα και, την ίδια στιγµή, να προλαµβάνουν και να παρέχουν εφόδια για την λειτουργική χρήση του κολοβώµατος στον έλεγχο των σωµατικών κινήσεων και τον χειρισµό της πρόθεσης. Η παρούσα συζήτηση δεν µπορεί να ελπίζει στην λεπτοµερή κάλυψη όλων των συντελεστών που επηρεάζουν την εφαρµογή των προθέσεων πάνω του γόνατος. Η µεγαλύτερη έµφαση θα δοθεί στην αποκατάσταση της λειτουργικότητας των µυών του ισχίου, στην ευθυγράµµιση της πρόθεσης και στην εφαρµογή-σταθεροποίηση της πρόθεσης. Έρευνες στην φυσική ανθρώπινη βάδιση έχουν δείξει ότι ο µέσος όρος των φυσιολογικών ανθρώπων περπατάει µε ένα τρόπο όπου το επιτυχηµένο χτύπηµα της πτέρνας συµβαίνει κοντά στην κεντρική γραµµή της πορείας. Είναι τυπικό ότι ένα τέτοιο χτύπηµα της άκρης της πτέρνας πέφτει µέσα σε µία βάση µήκους ~10 εκ. καθώς παρατηρείτε από πίσω. Σε φυσιολογικά επίπεδα βάδισης, η λεκάνη θα τείνει να ταλαντώνεται ταυτόχρονα σε 3

4 οριζόντιες και κάθετες διευθύνσεις σε ένα εύρος κίνησης ~5 εκ. οριζόντια και ~5 εκ. καθέτως. Ο έλεγχος αυτής της κυµατοειδούς κίνησης της λεκάνης και του υποστηριζόµενου κορµού από πάνω πρέπει να παρέχεται από την άρθρωση των ισχίων και των συσχετιζόµενων µυϊκών οµάδων. Μία υπερβολικά ευρεία βάση βάδισης συνοδεύεται από αναπόφευκτες αποκλίσεις στην βάδιση, που χαρακτηρίζονται από υπερβολική ταλάντωση από πλευρά σε πλευρά της λεκάνης και µια τάση να καµφθεί η οσφυϊκή µοίρα πλευρικά έτσι ώστε να µεταφερθεί ο κορµός απευθείας πάνω από την πρόθεση. Κάθε ένα από αυτά τα µειονεκτήµατα βάδισης µπορούν να προκληθούν από µία κακή εφαρµογή ή ευθυγράµµιση της θήκης που καθιστά δύσκολο και συχνά εντόνως άβολο για τον κολοβωµατία να περπατήσει µε ένα περισσότερο φυσιολογικό τρόπο. Σε ένα τυπικό ακρωτηριασµό πάνω του γόνατος, οι απαγωγοί µυς, παρεµβαλλόµενοι από τον µεγάλο τροχαντήρα κεντρικά του επιπέδου του ακρωτηριασµού, γίνονται περιττοί. Σε κοντά στελέχη, η απώλεια της λειτουργίας της απαγωγής είναι συνηθισµένη και η ανικανότητα προκύπτει από την αδυναµία να επιτευχθεί επαρκής σταθεροποίηση του κεντρικού ισχίου έτσι ώστε οι απαγωγοί µύες να δράσουν αποτελεσµατικά σταθεροποιώντας τη λεκάνη. Επιπλέον, η δράση των απαγωγών µυών επιβάλει συγκεκριµένες απαιτήσεις στην υποστήριξη της θήκης στο ισχιακό οστό, κάτι που δεν υπάρχει σε άλλου τύπου εφαρµογές. Οι ισχιοκνηµιαίοι µυς παίζουν διπλό ρόλο κατά την διάρκεια της βάδισης. Προς το τέλος της φάσης αιώρησης, αυτοί επιβραδύνουν το αιωρούµενο άκρο στην πρόβλεψη για κτύπηµα της πτέρνας, στην οποία στιγµή η προς τα µπροστά ταχύτητα του ποδιού πλησιάζει το µηδέν. Επειδή οι ισχιοκνηµιαίοι µυς δρουν και στην άρθρωση του ισχίου και του γόνατος, η σύσπαση τους επιβραδύνει την κάµψη του ισχίου και την έκταση του γόνατος. Μετά την επαφή της πτέρνας, έχοντας πατήσει όλο το πέλµα, η συνεχιζόµενη δράση τους βοηθά στην σταθεροποίηση της λεκάνης και, µαζί µε άλλους µυς, στην έναρξη της έκτασης του µηριαίου. Ο ακρωτηριασµός έχει ως αποτέλεσµα την διατοµή των ισχιοκνηµιαίων. Η απώλεια της λειτουργίας τους στην επιβράδυνση στην τελική έκταση του γόνατος είναι φανερή και συνήθως απαιτεί αντικατάσταση από µία µηχανική συσκευή στην πρόθεση. Η επίδραση στην άρθρωση του ισχίου είναι 4

5 λιγότερο φανερή αλλά είναι σηµαντική και απαιτεί περαιτέρω συζήτηση. Εάν οι ισχιοκνηµιαίοι αφεθούν να µαζευτούν κατά τον ακρωτηριασµό, η επόµενη αδυναµία έχει σαν αποτέλεσµα την απώλεια της συνεισφοράς τους στην επιβράδυνση του µηριαίου και στην έναρξη της κάµψης του. Ίσως είναι περισσότερο σηµαντική η ανικανότητα τους να σταθεροποιήσουν την λεκάνη και να εξουδετερώσουν την τάση για αυξανόµενη λόρδωση της οσφυϊκής µοίρας. Σταθεροποίηση των περιφερικών άκρων των κοµµένων ισχιοκνηµιαίων µε κάποιου τύπου µυοδεσία, έχει παροτρυνθεί από πολλούς χειρούργους. Παρ όλ αυτά πρέπει να αναγνωριστεί µία δυσκολία. Οι µυς αυτοί έχουν σχετικά κοντές ίνες µε µικρή έκταση και αν το µήκος τους µειωθεί στο µισό κατά τον ακρωτηριασµό, το ίδιο θα πάθει και η έκταση τους, µε αποτέλεσµα την εξασθένιση της ικανότητας τους να αναπτύξουν τάση σε ένα επαρκώς µεγάλο εύρος. Εάν η µυοδεσία τους ολοκληρωθεί και έχουν σταθεροποιηθεί µε πολλή µεγάλη τάση όταν το µηριαίο είναι σε ουδέτερη θέση το αποτέλεσµα θα είναι να περιοριστεί η κάµψη του τελευταίου. Ο συµβιβασµός φαίνεται να είναι η σταθεροποίηση των ισχιοκνηµιαίων µυών, να γίνει σε µέση τάση µε το µηριαίο σε ~15 ο κάµψη. Οι προσαγωγοί µυς συνιστούν µία µεγάλη µυϊκή µάζα της οποίας ο ακριβής ρόλος στην βάδιση δεν έχει καθοριστεί ξεκάθαρα. Φυσιολογικά ενεργοποιούνται δύο φορές σε ένα κύκλο όταν το βάρος µεταφέρεται από το ένα πόδι στο άλλο. Στον κολοβωµατία, η µυοδεσία των προσαγωγών φαίνεται να µην έχει τόσο σηµασία, ίσως, στον έλεγχο του κολοβώµατος όσο ο περιορισµός του µαζέµατός τους, το οποίο δηµιουργεί µία δυσµορφία από µάζα στην µεσότητα του κολοβώµατος και κάνει την εφαρµογή της θήκης πιο δύσκολη 5

6 Βιοµηχανική της πρόθεσης επάνω του γόνατος Ένα βασικό συστατικό για επιτυχηµένη εφαρµογή και ευθυγράµµιση της πρόθεσης σε έναν ακρωτηριασµό στην µεσότητα του µηρού είναι η εκτίµηση των δυνάµεων που δρουν ανάµεσα στο κολόβωµα και στην θήκη. Αποτυχία στην αναγνώριση και στην παροχή των απαιτήσεων αυτών των δυνάµεων µπορεί να οδηγήσει σε φτωχό έλεγχο καθώς και την άβολη κατάσταση του κολοβωµατία. Το σχήµα.1 εικονογραφεί τα σχέδια των δυνάµεων πάνω στο κολόβωµα σε οπίσθια παρατήρηση καθώς ο κολοβωµατίας βαδίζει µε µία κατάλληλα εφαρµοσµένη και ευθυγραµµισµένη σε στήριξη στο γλουτό και το ισχίο πρόθεση άνω του γόνατος. σχήµα.1 (Χρήση των απαγωγών του ισχίου για πλευρική σταθεροποίηση της λεκάνης. W βάρος σώµατος, S- δύναµη στήριξης, T- δύναµη που προκαλείται από τη σύσπαση του µέσου γλουτιαίου) Ο ανάπηρος παρατηρείται στιγµιαία καθώς όλο το σώµα στηρίζεται πάνω στην πρόθεση και κάνει κατάλληλη χρήση των απαγωγών µυών για 6

7 πλευρική σταθεροποίηση της λεκάνης. Υποτίθεται ότι το άτοµο βαδίζει µε ένα φαινοµενικά φυσιολογικό βάδισµα στενής βάσεως. Στον τύπο θήκης στήριξης σε ισχίο-γλουτό πάνω του γόνατος, υποτίθεται ότι η επαφή κατά των ισχιακών κυρτωµάτων παρέχει την µεγαλύτερη κάθετη υποστήριξη. Επιπλέον, ίσως το 1/3 της κάθετης υποστήριξης να παρέχεται από την σφιχτή πίεση επαφής που δρα περισσότερο προς τα πάνω στον γλουτό. Άλλες περιοχές της θήκης, όπως το µπροστινό χείλος, επίσης συνεισφέρουν στην κάθετη υποστήριξη σε ποικίλα ποσά, ανάλογα µε την ιδιαίτερη εφαρµογή. Κάτω από αυτές τις υποθέσεις µία µοναδική δύναµη υποστήριξης, ισότιµη µε τον συνδυασµό δυνάµεων στο ισχίο-γλουτό, θα ισοφαριζόταν-σχεδιαζόταν κάπως πλευρικά στο σηµείο επαφής του ισχίου, όπως φαίνεται οπίσθια. Εάν αυτή η µονή, ισότιµη δύναµη υποστήριξης (S) ήταν η µοναδική δύναµη που δρα ενάντια στον κολοβωµατία, αυτός θα ισορροπούσε σε ένα µάλλον ασταθές σηµείο επαφής. Το βάρος του σώµατος (W), δρώντας κάθετα κατερχόµενο από το κέντρο της µάζας, θα δηµιουργούσε µία ροπή µε τάση να προκαλέσει στην λεκάνη πρόσθια κλίση στην µη υποστηριζόµενη πλευρά. Καθώς η λεκάνη περιστρέφεται, ο κολοβωµατίας θα αντιδρά φυσιολογικά και θα προσπαθεί να περιορίσει µία τέτοια κίνηση µε την φυσική χρήση των απαγωγών µυών του. Η σύσπαση του µέσου γλουτιαίου θα έχει ως αποτέλεσµα την δύναµη (T) προκαλώντας τα περιφερικά άκρα του κολοβώµατος να κινηθούν πλευρικά µέσα στην θήκη µέχρι να έρθει σε επαφή µε το πλευρικό της τοίχωµα. Αν η θήκη έχει σχεδιαστεί και εφαρµοστεί να προλα- µβάνει µία τέτοια δράση του κολοβώµατος, η πλευρική κίνηση του κολοβώ- µατος θα µπλοκαριστεί µετά από µία µικρή κίνηση του µηριαίου από µία ευρέως κατανεµηµένη πίεση εναντίον ολόκληρης της πλευρική µεριάς του κολοβώµατος, όπως φαίνεται στο σχήµα.1. Εάν αυτή η δράση δεν έχει προβλεφθεί και η εφαρµογή της θήκης δεν παρέχει αποτελεσµατικές σταθεροποιητικές δυνάµεις κατά του κολοβώµατος, τότε είναι τυπική σε υπερβολικό βαθµό η πλευρική απαγωγή του κολοβώµατος µέσα στην θήκη. Τα αποτελέσµατα αυτής της κίνησης είναι δύο αντίθετες επιδράσεις. Η απαγωγή κονταίνει τους απαγωγούς µυς και οδηγεί σε µία µείωση της ικανότητας τους να αναπτύξουν τάση και, πιο σηµαντικά, τείνει να επικεντρώσει την πίεση ανάµεσα στην θήκη και στο κολόβωµα σε µια πιο µικρή και εντοπισµένη περιοχή στο περιφερικό τελικό άκρο του οστού, συχνά προκαλώντας ένα επώδυνο 7

8 σηµείο επαφής. Ο κολοβωµατίας αντιδρά υιοθετώντας ένα βάδισµα που δεν προκαλεί αυτού του τύπου την επώδυνη πίεση. Αµέσως διευρύνει την βάση της βάδισης και γέρνει πάνω στην πρόθεση µε κάθε βήµα. Τέτοιες αντιδράσεις τείνουν να φέρουν την γραµµή του βάρους, που δρα κατερχόµενο από το κέντρο µάζας, σε µία θέση όπου είναι πιο κοντά µε την γραµµή υποστήριξης. Όταν αυτές οι δύο γραµµές συµπίπτουν, ο κορµός µπορεί να ισορροπήσει πάνω από την πρόθεση µε ελάχιστη τάση των εκτεινόντων, και η ανάγκη για πλευρικές δυνάµεις εναντίον του κολοβώµατος εξαφανίζεται. Παρόλα αυτά, εάν η θήκη εφαρµοστεί κατάλληλα, ο κολοβωµατίας (άνω του γόνατος) µε ένα µισό ή µεγαλύτερο µηρό θα πρέπει να περπατάει µε ένα σχετικά φυσιολογικό τρόπο χωρίς να γέρνει πάνω στην πρόθεση. Η ανάγκη για πλευρικές δυνάµεις κατά του κολοβώµατος µπορεί να εξοικονοµηθεί εύκολα και άνετα όταν χρησιµοποιούνται οι κατάλληλες αρχές εφαρµογής. Μία ελαφρά αδυναµία στους απαγωγούς του µηρού είναι µικρότερης σηµασίας. Το σηµείο της κάθετης υποστήριξης στην θήκη «άνω γόνατος» βρίσκεται εσωτερικά της φυσιολογικής κάθετης υποστήριξης µέσω της άρθρωσης του ισχίου. Σαν αποτέλεσµα ο µοχλοβραχίονας για την ταλάντωση του βάρος του σώµατος µειώνεται, σε σύγκριση µε ένα φυσιολογικό άτοµο και ο κολοβωµατίας µπορεί συνήθως να ελέγχει τον κορµό του µε µειωµένη τάση των απαγωγέων. Μία θήκη για µεγάλο κολόβωµα θα είναι πιο αποτελεσµατική στην παροχή πλευρικής υποστήριξης του κολοβώµατος σε σύγκριση µε ένα κοντό κολόβωµα, λόγω της µεγαλύτερης επιφάνειας και του µεγαλύτερου µοχλοβραχίονα, µετρώντας κατερχόµενα από την άρθρωση του ισχίου. Και οι δύο αυτοί παράγοντες θα τείνουν να µειώσουν την µέγιστη δύναµη επαφής και έχουν ως αποτέλεσµα την αυξηµένη άνεση για τον κολοβωµατία. Το πολύ κοντό κολόβωµα στερείται την απαραίτητη επιφάνεια επαφής και τον µοχλοβραχίονα για αποτελεσµατική πλευρική σταθεροποίηση. Ως αποτέλεσµα, σε προσπάθειες από κολοβωµατίες µε πολύ κοντό κολόβωµα, να περπατήσουν µε στενή βάση, το φυσιολογικό από πλευρά σε πλευρά (sideway) βάδισµα συχνά εµποδίζεται από αναπόφευκτες συγκεντρώσεις δυνάµεων στο περιφερικό άκρο του µηριαίου οστού. Γι αυτό, στην περίπτωση ενός πολύ κοντού κολοβώµατος, είναι µερικές φορές σκόπιµο να κατασκευαστεί η πρόθεση ~2 εκ. κοντύτερη από το κανονικό πόδι, για να καθίσταται ευκολότερο για τον 8

9 κολοβωµατία η µεταφορά του κέντρου µάζας πιο άµεσα πάνω από το στηρικτικό σηµείο της θήκης. Συνοδεύοντας την ανάγκη για δυνάµεις κατά µήκος της πλευρικής επιφάνειας του κολοβώµατος, συγκεντρωµένες περιφερικά, θα υπάρξει µία συσχετιζόµενη απαίτηση για µία αντιδραστική δύναµη δρώντας εναντίον της εσωτερικής πλευράς του κολοβώµατος, συγκεντρωµένες κεντρικά. Αυτές οι δυνάµεις αντίδρασης στην εσωτερικής πλευράς δρουν οριζόντια εναντίον των απαγωγών µυών και δεν προσδοκάται να συνεισφέρουν στην κάθετη υποστήριξη του κολοβωµατία. Η κάθετη υποστήριξη από επαφή µε το εσωτερικό χείλος της θήκης κατά του περινέου θεωρείται ανεπιθύµητη και ένας κύριος στόχος στην εφαρµογή της πρόθεσης είναι η αποφυγή της κάθετης επαφής του ηβικού κλάδου µε το χείλος της εσωτερικής πλευράς της θήκης. Η εξαφάνιση όλων των επώδυνων πιέσεων κατά του ηβικού κλάδου είναι δυνατή όταν το ισχιακό κύρτωµα εντοπίζεται ακριβώς και σφιχτά στο οπίσθιο χείλος της θήκης ώστε να εµποδιστεί το κολόβωµα από το να γλιστρήσει προς τα κάτω µέσα στην θήκη. Παρέχοντας αποτελεσµατική έσω-πλευρική σταθεροποίηση, επίσης θα ελαχιστοποιήσει την εσωτερική µετατόπιση του ισχιακού κυρτώµατος, το οποίο ίσως να έχει σαν αποτέλεσµα σε επώδυνες τριβές του δέρµατος σε αυτή την πολύ σηµαντική στηρικτική περιοχή. Πρόσθιο-οπίσθια σταθερότητα Το σχήµα.2 δείχνει την κατανοµή των πρόσθιο-οπίσθιων δυνάµεων µεταξύ θήκης-κολοβώµατος, που δηµιουργούνται µέσα στην ισχιακούγλουτιαίου τύπου στηριζόµενη θήκη, καθώς οι µύες του ισχίου στην ακρωτηριασµένη πλευρά παρέχουν τις κινήσεις έκτασης και κάµψης που χρειάζονται για να ελεγχθεί η σταθερότητα σε ένα απλό αρθρωτού τύπου (µονοαξονικό, hinge type) γόνατο. Οι αναφορές των δυνάµεων δείχνονται για τρία στιγµιότυπα κατά την διάρκεια της φάσης στήριξης της βάδισης. Αυτά τα διαγράµ- µατα είναι για µία ευθυγράµµιση των συστατικών παρόµοια µε αυτή που φαίνεται στο σχήµα.1 και µπορεί να αλλαχθεί δραστικά από άλλες µεθόδους εφαρµογής, ευθυγράµµισης, ή για την χρήση ενός διαφορετικού τύπου µηχανισµού γόνατος και / ή ποδιού. 9

10 Στην περίπτωση που εικονογραφείται από το σχήµα.2, έχει γίνει µία προσπάθεια να βρεθεί µία ισορροπία ανάµεσα στην ευθυγράµµιση σταθερότητας για να περιοριστεί το λύγισµα του γόνατος και σ αυτό που έχει οριστεί ως «εκούσιος έλεγχος». Είναι πιθανό, ευθυγραµµίζοντας την προσθετική άρθρωση του γόνατος οπίσθια µε αναφορά στην γραµµή ισχίου-αστραγάλου, να επιτύχουµε ένα ποσοστό σταθερότητας στο γόνατο τέτοιο που το γόνατο δεν θα λυγίζει κάτω από συνηθισµένες καταστάσεις εφόσον είναι σε πλήρη έκταση την στιγµή που η πτέρνα αγγίζει το έδαφος. Παρόλα αυτά, τέτοια ευθυγράµµιση σταθερότητας µπορεί να υπέρ-τονιστεί, και παρότι το γόνατο θα είναι ασφαλές στην επαφή της πτέρνας, η υπερβολική ευθυγράµµιση σταθερότητας µπορεί να κάνει την κάµψη του γόνατος την στιγµή της ώθησης µία δύσκολη κίνηση. Αυτή η υπερβολική σταθερότητα συχνά εισάγει ένα στοιχείο κινδύνου σε καταστάσεις όπου η ικανότητα του να λυγίσει το γόνατο άµεσα µε έναν ελεγχόµενο τρόπο είναι ουσιώδης, όπως σε κλίσεις ή σκαλιά. Για αυτούς του λόγους είναι καλή εξάσκηση να χρησιµοποιούνται οι µύες του κολοβώµατος και του ισχίου για να προσθέσουν στην ευθυγράµµιση σταθερότητας και να κρατηθεί ο έλεγχος του γόνατος από εκούσια δράση του αναπήρου. Αυτό είναι ιδιαίτερα σηµαντικό στην αρχή και στο τέλος της φάσης στήριξης όπου µία οµαλή µεταφορά από την αιώρηση στην στήριξη και το αντίστροφο είναι ουσιώδης για ένα φαινοµενικά φυσιολογικό βάδισµα. 10

11 σχήµα.2 (Προσθιοπίσθιες δυνάµεις µεταξύ κολοβώµατος-θήκης, κατά τη φάση στήριξης. 1, πρόσκρουση της πτέρνας. 2, µέση φάση στήριξης. 3, φάση ώθησης [µε κάµψη γόνατος]. Η, µυϊκή δράση καµπτήρων-εκτεινόντων του ισχίου. S, ισχίο-γλουτιαία υποστήριξη. Ρ, οπίσθια δύναµη. Α, πρόσθια δύναµη.) Το σχήµα.2 δείχνει αλλαγές στην κατανοµή των δυνάµεων στο κολόβωµα-θήκη που πρέπει να αναµένονται καθώς ο ανάπηρος προχωρά από την επαφή της πτέρνας στην µέση στήριξη και στην φάση ώθησης. Σηµειώστε ότι οποτεδήποτε το κολόβωµα εκτείνεται ενεργητικά µέσα στην θήκη, όπως όταν διατηρεί το γόνατο σε σταθερή θέση, δηµιουργούνται δυνά- µεις στο κολόβωµα-θήκη που δρουν στην πρόσθια επιφάνεια, κεντρικά του κολοβώµατος. Είναι ουσιώδες ότι η πρόσθια δύναµη δρα όσο πιο ψηλά γίνεται στο κολόβωµα για δύο λόγους: 1) για να χρησιµοποιηθεί όσο περισσότερο γίνεται η λειτουργική έκταση του κολοβώµατος στον έλεγχο της σταθερότητας του γόνατος, και 2) για να παρέχεται µία θετική αντιδραστική πίεση από µπροστά ώστε να διατηρείται το ισχιακό κύρτωµα στην κατάλληλη θέση στο οπίσθιο χείλος της θήκης. Η εφαρµογή της θήκης πρέπει να γίνεται αρκετά ψηλά έτσι ώστε όταν ο ανάπηρος κάθεται ή λυγίζει την µέση, το µπροστινό χείλος να εφαρµόζει στην βουβωνική πτυχή. Εάν η εφαρµογή είναι 11

12 πολύ χαµηλά πρέπει να αναµένεται ο εγκλωβισµός µικρής ποσότητας σάρκας σε εκείνο το σηµείο. Ένα πολύ υψηλό πρόσθιο χείλος θα έχει ως αποτέλεσµα τον περιορισµό της κάµψης του ισχίου από την επαφή του χείλους µε την πρόσθια επάνω περιοχή της λεκάνης. Το σχήµα.2 δείχνει ότι ουσιαστικά ο ίδιος τύπος κατανοµής δυνάµεων υπάρχει ανάµεσα στην µέση φάση στήριξης και τις φάσεις µετατόπισης. Την στιγµή της ώθησης, συµβαίνει µία αλλαγή. Η δράση των µυών του ισχίου αλλάζει κατεύθυνση για να καµφθεί το γόνατο στην φάση αιώρησης. Αυτή η ενεργητική κάµψη του ισχίου πρέπει να γίνει πριν το βάρος µεταφερθεί ολοκληρωτικά από την πρόθεση στο αντίθετο πόδι, και το βάρος του σώµατος θα πρέπει να χρησιµοποιείται στο να βοηθά τους µύες που εκτελούν την κάµψη του ισχίου. Το βάρος του σώµατος δρα µέσα από την δύναµη που ασκείται από το σηµείο επαφής του ισχιακού κυρτώµατος. Τέτοιος τύπος (tubersitz) βαδίσµατος αναπήρου διδάσκεται στην Γερµανία για πολλά χρόνια και διευκολύνεται από την χρήση φυσιολογικών ή πολυκεντρικών κατασκευών γόνατος. Ένας δεύτερος παράγοντας που παρέχει αποτελεσµατικό εκούσιο έλεγχο του γόνατος, επιπλέον στην χρήση µίας εφαρµογής στο πρόσθιο χείλος αρκετά επάνω από το επίπεδο του ισχιακού καθίσµατος, είναι να ευθυγραµµιστεί η θήκη σε µία θέση αρχικής κάµψης µε αναφορά στην γραµµή ισχίου-αστραγάλου. Υπάρχουν πολλά οφέλη να κατανοηθούν από µία τέτοια ευθυγράµµιση της θήκης: οι εκτατικοί µυς του ισχίου είναι τοποθετηµένοι σε µία ευνοϊκή θέση για να ελέγχουν την σταθερότητα του γόνατος µε ενεργητική έκταση του ισχίου και η υποστήριξη του ισχιακού κυρτώµατος µπορεί να µεταφερθεί µερικώς στις προσκολλήσεις των τενόντων των ισχιοκνηµιαίων στο ισχίο, επίσης, ο µεγάλος γλουτιαίος είναι τοποθετηµένος σε µία ευνοϊκότερη θέση για να καθίσει στο οπίσθιο χείλος της θήκης και υπάρχει µικρότερη τάση να πιεστεί το ισχιακό κύρτωµα έξω από την θέση του την στιγµή της ώθησης και τέλος, η ανάπτυξη της οσφυϊκής λόρδωσης ελαχιστοποιείται, ειδικά όταν υπάρχει καµπτική σύσπαση. Το µοναδικό µειονέκτηµα είναι κοσµητικό: τα µεγάλα στελέχη οπωσδήποτε δεν µπορούν να εφαρµοστούν σε ευέλικτες θήκες τόσο εύκολα όσο τα κοντά. Παρόλα αυτά επειδή τα κοντά στελέχη είναι αυτά που συνήθως ωφελούνται περισσότερο 12

13 από αρχική κάµψη στην θήκη, τα κοσµητικά (αισθητικά;) προβλήµατα είναι γενικά µη σοβαρά. Στο σχήµα.3 παρουσιάζεται µία προτεινόµενη ευθυγράµµιση στάσης για πρόθεση άνω του γόνατος σε κοντό, µέσο και µακρύ κολόβωµα. Αυτά τα διαγράµµατα παρουσιάζονται ως οδηγοί και πρέπει να αναµένεται αρκετή ποικιλία µε τους διαφορετικούς ανάπηρους και µε την χρήση διαφορετικών τύπων στοιχείων στο γόνατο ή στον αστράγαλο. Σκεφτόµενοι έτσι, υπάρχουν πολλοί τρόποι µε τους οποίους ένας ανάπηρος µπορεί να κάνει την καλύτερη χρήση της υπολειπόµενης µυϊκής δύναµης στο ισχίο του για να ελέγξει τις κινήσεις του σώµατος και για να ελέγξει το προσθετικό γόνατο κατά την διάρκεια των φάσεων στήριξης και αιώρησης. Παρόλα αυτά, υπάρχουν πολλές λειτουργικές λεπτοµέρειες στο σχήµα της θήκης και στην εφαρµογή που καθιστούν δυνατό στον ανάπηρο να αποκοµίσει αυτά τα οφέλη µε άνετο τρόπο. Εκτός και αν αυτές οι λεπτοµέρειες λυθούν ικανοποιητικά, µία άβολη θήκη µε πόνο θα είναι το αποτέλεσµα και κανένα από τα οφέλη της ευθυγράµµισης που περιγράφτηκαν παραπάνω δεν θα κατανοηθούν. σχήµα.3 (µεταβολές στην στατική ευθυγράµµιση σε κοντό, µεσαίο και µακρύ µηριαίο κολόβωµα) 13

14 Συντελεστές στην ευθυγράµµιση γόνατος, κνήµης και άκρου πόδα. Αφού έχει κατασκευαστεί µία άνετη θήκη µε θεώρηση των δυνάµεων που δηµιουργούνται ανάµεσα στην θήκη και το κολόβωµα, κάποιος τύπος έκτασης που έρχεται σε επαφή µε την επιφάνεια βαδίσµατος πρέπει να προστεθεί στην θήκη για να επιτρέψει στον ανάπηρο να βαδίσει. Στην απλούστερη της µορφή, αυτή η έκταση µπορεί να µην είναι τίποτα άλλο παρά ένας µεταλλικός σωλήνας ή µία ξύλινη άτρακτος προσκολληµένη στην θήκη και να καταλήγει σε µία λαστιχένια άκρη όπως η πατερίτσα. Μία τέτοια συσκευή παρέχει σταθερότητα κατά την περίοδο της στήριξης του βάρους στην ακρωτηριασµένη πλευρά και προσφέρει µικρό ή καθόλου περιορισµό της οριζόντιας περιστροφής του κολοβώµατος. Χρησιµοποιήθηκε ευρέως σε πολλά στρατιωτικά κέντρα ακρωτηριασµού κατά τον 2 ο Παγκόσµιο Πόλεµο. Επέτρεπε γρήγορη περιπατητικότητα µε αλλαγές στις προσωρινές θήκες καθώς το κολόβωµα συρρικνωνόταν. Παρόλα αυτά, µία τέτοια απλή πρόθεση σπάνια χρησιµοποιείται εκτός από ειδικές περιπτώσεις όπως σε κυνηγιού ή ανώµαλο έδαφος. Με βελτιωµένες χειρουργικές τεχνικές ακρωτηριασµού, άκαµπτες µετεγχειρητικές επιδέσεις πίεσης και διαθεσιµότητα σε πλαστικά για την κατασκευή θηκών, οι ανάπηροι δέχονται γρήγορα µόνιµες προθέσεις που ενσωµατώνουν αρθρώσεις γόνατος και αστραγάλου. Υπάρχουν και αισθητικοί και λειτουργικοί λόγοι για τον ανάπηρο για να του παρέχουµε κάτι περισσότερο από ένα απλό στύλο. Από την αισθητική άποψη, ο ανάπηρος προτι- µάει η πρόθεση να µοιάζει όσο περισσότερο γίνεται στο χαµένο του φυσιολογικό άκρο και σε συµπεριφορά και σε όψη. Αυτό απαιτεί την πρόσθεση µίας άρθρωσης γόνατος και ένα σύµπλεγµα άκρου πόδα-αστραγάλου. Από την πλευρά της λειτουργικότητας, η συµπερίληψη µίας άρθρωσης γόνατος επιτρέπει µεγαλύτερη ευκολία κατά το κάθισµα και ανεβοκατέβασµα σκάλας και κλίσεων επίσης µειώνει την ενέργεια που απαιτείται για περπάτηµα µε µεγαλύτερη ταχύτητα. Βέβαια, η παρουσία µιας άρθρωσης γόνατος επίσης οδηγεί σε πολλές περιπλοκές. Στο φυσιολογικό κάτω άκρο το γόνατο κάµπτεται ελαφρώς, αµέσως µετά την πρόσκρουση της πτέρνας. Αυτή η αρχική κάµψη περιορίζεται από την δράση του τετρακέφαλου και αυτή η µικρού εύρους κάµψη βοηθά να επιβραδυνθεί οµαλά η πτώση του κέντρου µάζας του σώµατος. Επιπλέον, το γόνατο παραµένει λίγο σε κάµψη µέχρις ότου το κέντρο µάζας περάσει πάνω από το πόδι, στην οποία στιγµή το γόνατο 14

15 εκτείνεται. Σ αυτή την περίοδο κάµψης του γόνατος, η ολική κατάρρευση σε κάµψη περιορίζεται από την µεγάλη τάση που αναπτύσσει ο τετρακέφαλος µυς. εν υπάρχει όµως, λειτουργία τετρακέφαλου στην πρόθεση πάνω του γόνατος γι αυτό, η παροχή σταθερότητας στο γόνατο κατά την φάση στήριξης είναι υψίστης σηµασίας. Πολυάριθµοι µηχανισµοί γόνατος έχουν προταθεί, εµπειρικά κατασκευαστεί, ή είναι υπό χρήση για να παρέχουν την αναγκαία σταθερότητα στο γόνατο κατά την φάση στήριξης στην βάδιση. ύο βασικά συστήµατα χρησιµοποιούνται. Το πρώτο µπορεί να ονοµαστεί ευθυγράµµιση σταθερότητας και συνιστάται από την ευθυγράµµιση του άξονα του γόνατος σε τέτοια περιοχή όπου το µεταφερόµενο φορτίο από την στηρικτική πρόθεση πάντα περνάει µπροστά από τον άξονα του γόνατος και αναγκάζει το προσθετικό γόνατο σε µηχανικό στοπ στην θέση πλήρους έκτασης. Η ευθυγράµµιση σταθερότητας µπορεί να αυξηθεί από την χρήση ενός πολυκεντρικού µηχανισµού γόνατος, ο οποίος είναι κάθε συσκευή στην οποία το στιγµιαίο κέντρο περιστροφής του γόνατος αλλάζει την θέση του καθώς η γωνία κάµψης του γόνατος αυξάνει ή µειώνεται. Κινηµατικά, όλες οι πολυκεντρικές συσκευές πετυχαίνουν σταθερότητα αλλάζοντας την θέση του στιγµιαίου κέντρου περιστροφής του γόνατος όταν αυτό πλησιάζει την πλήρη έκταση. Ο δεύτερος βασικός δρόµος για την αύξηση της σταθερότητας του γόνατος είναι µέσα από τον εξαναγκασµό µίας συσκευής η οποία αντιστέκεται στην τάση κάµψης ή κατάρρευσης του γόνατος κάτω από το φορτίο. Τέτοιες συσκευές µπορούν είτε να κλειδώνουν το γόνατο είτε να αντιστέκονται στην κάµψη του. Αυτές οι επιδράσεις µπορούν να επιτευχθούν µε την χρήση επιφανειών τριβής, συνδέσµων τριβής, διαφορετικού δεσµού φρένα, ή υδραυλική φιάλη. Το γόνατο αρχίζει να κάµπτεται πριν το µεγάλο δάκτυλο αφήσει το έδαφος. Στον αρτιµελή, αυτή η αρχική κάµψη είναι ένα αποτέλεσµα πολλαπλών παραγόντων. Προς το τέλος της φάσης στήριξης, η γραµµή δράσης της δύναµης της αντίδρασης του εδάφους βρίσκεται πίσω από το γόνατο, παράγοντας µία ροπή κάµψης στο γόνατο. Η τελική πελµατιαία κάµψη του άκρου πόδα, κοινώς γνωστή ως ώθηση, συνεισφέρει στην κάµψη του γόνατος, όπως κάνει και η χαρακτηριστική καθοδική κίνηση του ισχίου πριν το µεγάλο δάκτυλο αφήσει το έδαφος. Ένας άλλος συντελεστής που ενθαρρύνει την κάµψη του γόνατος προς το τέλος της φάσης στήριξης είναι το σταδιακό 15

16 σφίξιµο των συνδεσµικών κατασκευών γύρω από το ισχίο καθώς το σώµα κινείται µπροστά από το σταθερό πόδι. Επιπλέον, η ενεργητική κάµψη του ισχίου προκαλεί το µηριαίο να κινηθεί µπροστά, ενώ το φαινόµενο της άρθρωσης-µεντεσές (hinge-like effect) ενός ελεύθερου γόνατος προκαλεί την κνήµη να επιβραδυνθεί προς τα πίσω, οδηγώντας σε µία αύξηση της κάµψης του γόνατος. Για να περιοριστεί µία αφύσικη ανύψωση του ποδιού και να επιταχυνθεί η έκταση του γόνατος κατά την φάση αιώρησης, ο τετρακέφαλος δρα ξανά. Στο τελείωµα της φάσης αιώρησης, το πόδι κανονικά επιβραδύνεται στο µηδέν την στιγµή της πρόσκρουσης της πτέρνας. Αυτή η γωνιακή επιβράδυνση είναι µία λειτουργία των ισχιοκνηµιαίων µυών. Επειδή το κολόβωµα άνω του γόνατος στερείται την δράση του τετρακέφαλου και των ισχιοκνηµιαίων, ένας µηχανισµός αναγκαστικά πρέπει να εισαχθεί µέσα στο προσθετικό γόνατο για να αντιγράψει την λειτουργία αυτών των µυών. Μία τέτοια συσκευή ελέγχου της φάσης αιώρησης έχει τρεις λειτουργίες: 1) να περιορίσει την µέγιστη γωνία κάµψης του γόνατος και να προκαλέσει την κνήµη να αιωρηθεί µπροστά οµαλά µε ένα τρόπο παρόµοιο µε την δράση του τετρακεφάλου σε ένα φυσιολογικό πόδι, 2) να επιτρέψει στο γόνατο να εκταθεί εύκολα και να επιβραδύνει την κνήµη στην πλήρη έκταση χωρίς επίδραση στην αναµενόµενη πρόσκρουση της πτέρνας και 3) να παρέχει αυτόµατες αλλαγές στο επίπεδο της αντίστασης για να επιτρέπει ποικιλία στην ταχύτητα της βάδισης. Παρότι ποικίλοι µηχανισµοί έχουν χρησι- µοποιηθεί, κατηγορίες από απλούς βοηθητικούς ελαστικούς τετρακεφάλους σε µηχανικές συσκευές τριβής και λαστιχένιους προφυλακτήρες, µεγαλύτερα επιτεύγµατα έχουν γίνει στον σχεδιασµό και στην χρήση υδραυλικών και υγρο-πνευµατικών συστηµάτων εισαχθέντα µέσα σε µονοαξονικές ή πολυκεντρικές αρθρώσεις γόνατος. Στο φυσιολογικό άτοµο, ο αστράγαλος και ο άκρος πόδας συνεισφέρουν πολλές λειτουργίες στην διαδικασία της βάδισης. Στην πρόσκρουση της φτέρνας, η πελµατιαία κάµψη ακολουθούµενη από έναν πρηνισµό (pronation) του ποδιού βοηθά στην οµαλή επιβράδυνση της πτώσης του κέντρου µάζας του σώµατος. Ο πρηνισµός του ποδιού επιτρέπει την συνεχή εσωτερική περιστροφή ολόκληρου του ποδιού που αρχίζει στην φάση αιώρησης. Επιπλέον, ο πρηνισµός του ποδιού ξεκλειδώνει το µέσο πόδι και επιτρέπει στο µπροστά πόδι (forefoot) να προσαρµοστεί σε οποιαδήποτε 16

17 ανώµαλη επιφάνεια συναντήσει κατά την βάδιση. Κατά το τελικό ποσοστό της φάσης στήριξης, η δυνατή πελµατιαία κάµψη οδηγεί σε ανάλογη επιµήκυνση του ποδιού και συνεισφέρει στην κάµψη του γόνατος. Ο υπτιασµός του ποδιού που συµβαίνει µε την ανασήκωση της πτέρνας συνοδεύεται από εξωτερική στροφή του ποδιού και προκαλεί κλείδωµα του µέσου ποδιού, το οποίο µεταλλάσσει το πόδι σε άκαµπτο µοχλό για την ώθηση. ΕΜΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΟΥ ΣΧΗΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΘΗΚΗΣ ΓΙΑ ΚΟΛΟΒΩΜΑ ΑΝΩ ΤΟΥ ΓΟΝΑΤΟΣ ΘΗΚΗ ΙΣΧΙΟ-ΓΛΟΥΤΙΑΙΑΣ ΣΤΗΡΙΞΗΣ (ΤΕΤΡΑΠΛΕΥΡΗ) Το γενικό σχήµα της θήκης ισχίο-γλουτιαίας στήριξης όπως δείχνεται στο σχήµα.4 διευθύνεται από τις λειτουργικές απαιτήσεις της θήκης. Όλοι οι 4 τοίχοι της θήκης έχουν το δικό τους υπαγορευµένο περίγραµµα από τις εµβιοµηχανικές παρατηρήσεις που περιγράφτηκαν νωρίτερα. Το επίπεδο του άνω χείλους, όπως φαίνεται από πάνω, το γενικό σχήµα µοιάζει να είναι περισσότερο ορθογώνιο παρά στρογγυλό, κάτι που οδήγησε και στον περιγραφικό όρο τετράπλευρο. σχήµα.4 ( θήκη ισχίο-γλουτιαίας στήριξης. Α, πρόσθια. L, πλάγια. Ρ, οπίσθια) 17

18 Το πίσω χείλος πρέπει να παρέχει µερική υποστήριξη του βάρους του σώµατος µε άνετη επαφή του ισχιακού κυρτώµατος που είναι γνωστό ως το ισχιακό κάθισµα. Αυτό πετυχαίνεται εφαρµόζοντας µια επίπεδη περιοχή στο πίσω χείλος, µε κλίση προς τα κάτω στο εσωτερικό της θήκης, η οποία έχει µία κερκίδα (radius) στην πάνω άκρη της που πιέζει προς τα πάνω την σύνδεση των τενόντων των ισχιοκνηµιαίων. Αυτή η κερκίδα προσαρµόζεται ανάλογα µε τις ανάγκες του ανάπηρου αλλά τυπικά είναι από 1/4 µέχρι 1/2 της ίντσας. Σε µία κατάλληλα εφαρµοσµένη τετράπλευρη θήκη το ισχιακό κύρτωµα θα πρέπει να επαφίεται της ισχιακής θέσης στο πίσω χείλος µε περίπου 1 ίντσα πλευρικά από το έσω τοίχωµα και 1/2 ίντσα πίσω από τον πίσω τοίχο της θήκης. Ένα ρηχό κανάλι στην έσω µεριά του ισχιακού καθίσµατος, σχεδιάστηκε για να ανακουφίζει την πίεση στους τένοντες των ισχιοκνηµιαίων, καθώς το ισχιακό κύρτωµα τραβιέται έξω από την θήκη όταν ο ανάπηρος κάθεται. Το πλευρικό µέρος του οπίσθιου χείλους συνεχίζει στο ίδιο επίπεδο µε την ισχιακή θέση µε ένα ρηχό, ευρύ και φαρδύ κανάλι σχηµατισµένο για τον µεγάλο γλουτιαίο µυ. Αυτό το γλουτιαίο κανάλι παρέχεται µε µία αρκετά µεγάλη κερκίδα και είναι σχεδιασµένο να διπλώνει κάτω από τα οπίσθια και να παρέχει ένα κύριο συµπλήρωµα στην κάθετη υποστήριξη του ισχιακού καθίσµατος όπως συζητήθηκε νωρίτερα. Ο ανάπηρος θα πρέπει να είναι ικανός εκούσια να ανακουφίζει κάποια πίεση στην ισχιακή περιοχή αναπτύσσοντας τάση στον γλουτιαίο µυ. Καθώς ο οπίσθιος τοίχος της θήκης πορεύεται αποµακρυνόµενος µέσα στην θήκη, το σχήµα του αλλάζει από το ειδικό περίγραµµά του στην περιοχή του χείλους σε ένα κυκλικό σχήµα µακριά. Μία άµεση συνέπεια από την ισχιακή-γλουτιαία στήριξη είναι η ανάγκη για σταθεροποίηση του ισχιακού κυρτώµατος για να µην γλιστρήσει προς τα µπρος και µέσα στην θήκη, κάτι που θα δηµιουργούσε επώδυνη πίεση στον ισχιακό κλάδο από το πλευρικό χείλος της θήκης. Η θήκη µπορεί να χαµηλωθεί ώστε να ανακουφιστεί η πίεση, αλλά µε τον καιρό το κολόβωµα θα βυθιστεί πιο χαµηλά µέσα στην θήκη και το πρόβληµα θα ξαναεµφανιστεί. Αυτό µπορεί να αποφθεχθεί προσαρµόζοντας το ισχιακό κύρτωµα ασφαλέστερα µέσα στην θέση του µε προσοχή στην εφαρµογή του πρόσθιου χείλους και του πλευρικού τοίχους της θήκης. 18

19 Το πρόσθιο χείλος πρέπει να τοποθετείται πολύ εντοπισµένα σε σχέση µε το οπίσθιο χείλος. Αυτό πετυχαίνεται µετρώντας την προσθιοπίσθια απόσταση από το ισχιακό κύρτωµα µε την πρόσθια όψη του προσαγωγού τένοντα και ενσωµατώνοντας αυτή την διάσταση στο µήκος του έσω τοίχους της θήκης. Προτείνεται η χρήση µίας συσκευής χείλους προσαρµοζόµενης εφαρµογής, όπου η θέση του ισχιακού κυρτώµατος µέσα στο «κάθισµα», µπορεί να καθοριστεί εµπειρικά µε το κολόβωµα να υποστηρίζεται στο προσαρµοζόµενο χείλος πριν να τυλιχτεί αυτό µε γύψινο επίδεσµο. Το πρόσθιο χείλος είναι σχεδιασµένο να καλύπτει τον προσαγωγό τένοντα στην έσω πρόσθια γωνία του και µετά να κατανέµει την απαιτούµενη αντίθετη πίεση οµοιόµορφα σε ολόκληρη την πρόσθια επιφάνεια του κολοβώµατος κεντρικά. Αυτό προϋποθέτει ότι η θήκη εφαρµόζει προσεχτικά στη σχετικά µαλακή περιοχή του τρίγωνου Scarpa και έχει ένα πλευρικό κανάλι να τυλίγει την σχετικά σφιχτή περιοχή του τετρακέφαλου µυός. Το χείλος εκτείνεται προς τα πάνω καθώς συνεχίζει πλευρικά στον έσω τοίχο της θήκης και θα πρέπει να εφαρµόζει ψηλά στην βουβωνική πτυχή. Το ύψος του πρόσθιου χείλους χαµηλώνεται µόνο αναγκαία για να εξαφανιστεί η πίεση εναντίον της λεκάνης µε το ισχίο σε κάµψη όπως όταν καθόµαστε, σε γονυπετή θέση ή δένοντας τα παπούτσια. Αποµακρυνόµενη από τη περιοχή του χείλους, η µορφή του πρόσθιου τοίχους της θήκης αλλάζει ξανά το περίγραµµά της που σχετίζεται µε τις αντίθετες πρόσθιες πιέσεις, σε ένα περισσότερο στρογγυλό περίγραµµα περιφερικά. Κάτω από το επίπεδο του χείλους, η θήκη έχει διαστάσεις για να φιλοξενεί τον όγκο του κολοβώµατος και για να παρέχει ένα κατώτερο επίπεδο µεταβολής πίεσης ως αναγκαίο για τον έλεγχο του οιδήµατος του µαλακού ιστού. Έχει υπάρξει µία αξιόλογη φηµολογία και συζήτηση ότι η εφαρµογή του πρόσθιου χείλους µε ένα µικρό εσωτερικό εξόγκωµα στο τρίγωνο του Scarpa, ίσως να έχει ζηµιογόνα επίδραση στην κυκλοφορία των περιφερικών ιστών. Ο Hall δήλωσε: κατάλληλα εφαρµοσµένη πίεση είναι καλά ανεκτή από νευροαγγειακές δοµές. Αυτό είναι µία ενδιαφέρουσα ιδέα για τους επαγγελµατίες της υγείας, που µέσα από δύσκολες καταστάσεις γνωρίζουν τα αποτελέσµατα της µη ανακούφισης από γύψινο καλούπι plaster-of-paris πίεσης πάνω σε νευροαγγειακές περιοχές. Προς έκπληξη, αυτά τα αγγεία και νεύρα θα ανεχτούν τη σφιχτή πίεση για εκτεταµένες περιόδους εάν εφαρµοστεί κατάλληλα, ενώ η ίδια βαθµού πίεση 19

20 επάνω σε έναν λειτουργικό µυ θα αποδειχθεί µη ανεχτή. Καθώς πρέπει µία αξιόλογη δύναµη να εφαρµοστεί πάνω σε µία ικανοποιητική περιοχή στους τοίχους της θήκης για να σταθεροποιηθεί το κολόβωµα και εφόσον το να καλύπτουν αυτές οι περιοχές µυς της κοιλιάς δεν είναι δυνατό, η ικανότητα να χρησιµοποιήσουµε ζώνες επιφανειακά των νευροαγγειακών κατασκευών γίνεται το πιο σηµαντικό. Κανένα πειστικό στοιχείο δεν έχει αναπτυχθεί για να προκαλέσει αυτή την δήλωση και χιλιάδες κολοβώµατα έχουν εφαρµοστεί µε σφιχτή πίεση στο τρίγωνο Scarpa από την παρουσίαση των τετράπλευρων θηκών το 1950 χωρίς να έχουν αποτέλεσµα νευροαγγειακές διαταραχές. Ο πλευρικός τοίχος της θήκης έχει ως πρωτεύουσα λειτουργία την έσω-πλευρική ισορροπία του κολοβώµατος κατά την διάρκεια της φάσης στήριξης. Όπως συζητήθηκε νωρίτερα, αυτό απαιτεί ενεργητική χρήση των απαγωγών µυών στην άρθρωση του ισχίου στην µεριά του κολοβώµατος. Η θήκη πρέπει να εφαρµοστεί έτσι ώστε να κρατάει το µηριαίο σε µία φυσιολογική θέση προσαγωγής. Η πρόθεση πρέπει να ευθυγραµµιστεί στο να επιτρέπει µία στενή βάση βαδίσµατος. Το ακρωτηριασµένο µηριαίο περιβάλλεται από µαλακό ιστό σε όλες τις πλευρές και όπως συζητήθηκε νωρίτερα έχει την τάση να µετακινηθεί πλευρικά καθώς ο ανάπηρος προσπαθεί να ισορροπήσει το βάρος του σώµατος πάνω από την πρόθεση. Η χρήση του µέσου γλουτιαίου στο να ελέγξει την ισορροπία είναι δυνατή µόνο αν αυτή η πλευρική µετανάστευση του µηριαίου κολοβώµατος περιοριστεί από έναν πλευρικό τοίχο σε θέση προσαγωγής µέσα σε µία θήκη που θα ταιριάζει άνετα στην ολικής πλευρικής όψης του κολοβώµατος και θα κρατά το µηριαίο στην φυσιολογική γωνία προσαγωγής του. Ίσως να υπάρξει µία ανακούφιση για το περιφερικό άκρο του µηριαίου σ αυτές τις περιπτώσεις, όπου υπάρχει τοπική ευαισθησία. Το πλευρικό χείλος είναι µία συνέχεια του πρόσθιου και καλύπτει ολικά τον µεγάλο τροχαντήρα. Το πλευρικό χείλος πρέπει να κατηφορίζει χαµηλά στο επίπεδο πίσω από το ισχιακό «κάθισµα», αλλά πάντα πρέπει να έχει ένα περίγραµµα ώστε να εφαρµόζει άνετα µε τους πλευρικούς γλουτούς για να διατηρεί ένα καλό σφράγισµα από τον αέρα για την αναρρόφηση της θήκης. Ένα κενό στον πλευρικό τοίχο κατά την βάδιση καταδεικνύει µία φτωχά εφαρµοστή θήκη. Το έσω χείλος είναι γενικά µία επίπεδη περιοχή. Έχει µία κεντρική επιπέδωση µε µία κερκίδα ~1/4 ίντσας και δύο κανάλια για τένοντες: το κανάλι 20

21 του τένοντα των ισχιοκνηµιαίων στην έσω-οπίσθια γωνία και το κανάλι του τένοντα του µακρύ προσαγωγού στην έσω-πρόσθια πλευρά. Ο έσω τοίχος σε µία κατάλληλα εφαρµοσµένη θήκη τετρακέφαλου δεν θα πρέπει ποτέ να είναι περισσότερο από 1/4 της ίντσας χαµηλότερα από το ισχιακό κάθισµα. Η κύρια λειτουργία του έσω χείλους είναι να παρέχει κεντρικά έσω δύναµη αντίδρασης όπως δείχνεται στο σχήµα.1. Το έσω χείλος παρέχει λίγη και αν, συνεισφορά στην κάθετη υποστήριξη στην τετράπλευρη θήκη. Το επιπεδοποιηµένο περίγραµµα κοντά στο χείλος ξανά γίνεται πιο κυκλικό περιφερικά. Τα συνηθέστερα συµπτώµατα µίας φτωχά εφαρµοστής θήκης είναι ένα κενό στο πλευρικό χείλος κατά την στήριξη βάρους µαζί µε πίεση εναντίον του έσω χείλους και την πλευρική κατώτερη περιοχή του µηριαίου. Ακόµα ένα πρόβληµα δηµιουργείται όταν ο ανάπηρος δεν µπορεί να ανεχτεί την πίεση επαφής στο ισχιακό κύρτωµα. Αυτά τα προβλήµατα είναι σπάνια και συνήθως µπορούν να λυθούν. Με τα σύγχρονα δοκιµαστικά υλικά θηκών και κατάλληλη χρήση της τεχνικής ευθυγράµµισης του χείλους, οι τετράπλευρες θήκες µπορούν να σταθεροποιηθούν έτσι ώστε να διατηρούν µία άνετη και λειτουργική εφαρµογή για χρόνια χρήσης και να χρειάζονται να επαναπροσαρµοστούν µόνο σε µεταβολές του βάρους. Θήκες ισχιακού περιορισµού (Ischial containment Sockets) Το 1985 πολλές νέες ιδέες στην εφαρµογή παρουσιάστηκαν που είχαν τις ρίζες τους στην δουλειά των Lehneis, Long, και Sabolich. Αυτές οι νέες αντιλήψεις µεγάλωσαν µακριά από τα απογοητευτικά προβλήµατα που αντιµετωπίστηκαν στην εφαρµογή στις τετράπλευρες θήκες ισχιακής-γλουτιαίας στήριξης, κυρίως σε παλαιότερα κολοβώµατα. Παρότι υπήρξε αξιόλογη συζήτηση σχετικά µε τις διαφορές στις µεθόδους ευθυγράµµισης ανάµεσα σε νέες και παλαιές τεχνικές στην εφαρµογή θηκών, στην πραγµατικότητα η ευθυγράµµιση που πετύχαιναν είναι παρόµοια µε αυτή που χρησιµοποιείται µε τις τετράπλευρες θήκες όπως συζητήθηκε νωρίτερα. Η κύρια διαφορά είναι στην µέθοδο στήριξης του βάρους. Η εργασία του Pritham κάνει µία προσεχτική ανάλυση των οµοιοτήτων και των διαφορών. 21

22 Η πιο φανερή διαφορά στον παρατηρητή είναι η ελαχιστοποίηση του ισχιακού καθίσµατος στις θήκες που φτιάχτηκαν µε αυτή την νέα µέθοδο εφαρµογής. Σε όλες τις περιπτώσεις το ισχιακό κύρτωµα περιέχεται ικανοποιητικά µέσα στην θήκη και η στήριξη του βάρους γίνεται επί το πλείστον στους µαλακούς ιστούς. Σε πολλές εφαρµογές το ισχιακό οστό βρίσκεται σε µία θέση παρόµοια µε αυτήν που φαίνεται στο σχήµα.5. σχήµα.5 (Θήκη ισχιακού περιορισµού) Το πραγµατικό σχήµα της υποδοχής µπορεί να πάρει πολλές µορφές και το υλικό του µπορεί να είναι από άκαµπτο υµενώδες πλαστικό, ή ένα εύκαµπτο υποστηριζόµενο από ένα εξωτερικό πλαίσιο που αποσβένει το βάρος, όπως έχει υποστηριχθεί από τον Kristinsson. Ένας λόγος για την επιτυχία της εύκαµπτης υποδοχής είναι η αυξηµένη άνεση στο κάθισµα όπου το εύκαµπτο υλικό επέτρεπε στον υποδοχέα να συµβαδίσει µε την επιφάνεια του καθίσµατος. Ένα ακόµη ειπωµένο πλεονέκτηµα είναι η µεγαλύτερη αίσθηση ελέγχου από τον ακρωτηριασµένο εξαιτίας της βαθύτερης θήκης. Με το ισχίο προσαρµοσµένο βαθιά µέσα σον υποδοχέα, είναι δυνατόν το υπόλοιπο τοίχωµα του υποδοχέα στο έσω χείλος, να πιέσει προς τα έσω και άνω ενάντια στην εσωτερική άκρη του ισχιακού κυρτώµατος και να βοηθήσει την παροχή έσω αντίθετης πίεσης στην περιοχή, όπως απαιτείται για όλους τους 22

23 υποδοχείς άνω του γόνατος. Αυτό επιτυγχάνεται σε βάρος µίας τάσης του κολοβώµατος να βυθιστεί µέσα στην υποδοχή έως ότου να επιτευχθεί επαρκής περιφερική επαφή ή στήριξη σε άλλες περιοχές. Για αυτό το λόγο, όροι όπως αντοχή συνολικής επιφανείας (total surface bearing) και υποστήριξη υδραυλικής πίεσης (hydraulic pressure support) (Redhead), είναι πλέον αναγνωρισµένες στην προσθετική ορολογία. Προς αποφυγή αυτού του βυθίσµατος του κολοβώµατος συχνά υποστηρίζεται µία κλίση στο έσω άκρο και µία υπερβολική κλίση της υποδοχής προς τα µέσα ακριβώς κάτω από την κεφαλή του τροχαντήρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα τον περιγραφικό όρο «στενή υποδοχή Ε-Π» αφού η ΕσωΠλάγια διάσταση συχνά εµφανίζεται πολύ πιο στενή από το τετράπλευρο σχέδιο. Αυτό επιτυγχάνεται από µία αντίστοιχη µακρύτερη προσθοπίσθια διάσταση κατά µήκος της µέσης άκρης αφού είναι απαραίτητο να δοθεί ίσος όγκος υποδοχής. Επειδή τα ποικίλα νέα σχεδία για υποδοχείς άνωθεν του γόνατος µοιράζονται το κοινό χαρακτηριστικό του ισχίου να προσαρµόζεται βαθιά µέσα στην υποδοχή, φαίνεται σωστό να οµαδοποιηθούν κάτω από τη γενική περιγραφή ισχιακοί περιορισµοί µε ποικίλους βαθµούς «οστικού κλειδώ- µατος».το οστικό κλείδωµα είναι ένας όρος που έχει χρησιµοποιηθεί για να περιγράψει το πλαίσιο του υποδοχέα στην ισχιακή περιοχή ώστε να περικλείσει την έσω περιοχή του ισχίου κοντά στο κύρτωµα. Αυτό παρέχει µια σταθερή έσω-πλάγια θέση του ισχίου στο επίπεδο του χείλους. Ο Sabolich έχει υποστηρίξει ένα δίαυλο του οπίσθιου χείλους ώστε να παρέχεται ένας θάλαµος ο οποίος εσωκλείει όλο το ισχιακό κύρτωµα και το µεγαλύτερο µέρος του κλάδου εκτός της εξερχόµενης ηβικής σύµφυσης όπως φαίνεται στο σχήµα.6. Αυτός ο θάλαµος πρέπει να περιγραφεί ατοµικά για τον ασθενή, και αυτό καθίσταται ένα δύσκολο πρόβληµα προσαρµογής που συχνά απαιτεί υποδοχείς πολλαπλού ελέγχου. 23

24 σχήµα.6 (κανάλι ισχιακού περιορισµού κατά τον Sabolich) Προσθετικοί µηχανισµοί γόνατος τεσσάρων αξόνων (Four Bar Linkage prosthetic knee mechanisms) Οι προσθετικοί µηχανισµοί γόνατος τεσσάρων αξόνων για ακρωτηριασµούς άνω του γόνατος, είναι ευρέως διαθέσιµοι και, παρόλο που µπορούν να προσφέρουν λειτουργικά πλεονεκτήµατα σε συγκεκριµένους ακρωτηριασµούς, προσαρµόζονται σε περιορισµένο αριθµό περιπτώσεων. Ίσως ένας λόγος για αυτό είναι πως τα άτοµα που είναι υπεύθυνα για τη «συνταγογράφηση» και τοποθέτηση τους να µην είναι οικεία µε τα κινηµατικά χαρακτηριστικά και πιθανά πλεονεκτήµατα τέτοιων µηχανισµών ιάγραµµα σταθερότητας του γόνατος Ένας λόγος να περιγραφεί η λειτουργία και να συγκριθούν µηχανισµοί γόνατος τεσσάρων αξόνων, είναι να απεικονισθεί η συνεισφορά του υπολειπόµενου µυϊκού συστήµατος του µηρού της ακρωτηριασµένης πλευράς στη σταθερότητα του γόνατος κατά τη διάρκεια της φάσης στήριξης στη βάδιση. Στο σχήµα.7, απεικονίζονται διαγράµµατα των ισόποσων δυνάµεων και ροπών που δρουν στο πόδι και κοντά στην άρθρωση του ισχίου ενός κλασικού ακρωτηριασµού άνωθεν του γόνατος στο οποίο έχει προσαρµοσθεί 24

25 ένας µονοαξονικός µηχανισµός γόνατος. ιακρίνονται δύο σχήµατα σχετικά µε τις δύο φάσεις του κύκλου βάδισης : την επαφή της πτέρνας (α) και την ώθηση (c). Αυτά τα δύο διαγράµµατα υπερθέτονται όπως φαίνονται στο b. Σηµειωτέον πως τα διαγράµµατα θα µπορούσαν να εφαρµοστούν σε οποιαδήποτε µέθοδο προσαρµογής υποδοχέα εάν υποτεθεί πως η υποδοχή είναι άνετη και επιτρέπει στον ακρωτηριασµένο να δοκιµάζει στιγµές µυϊκής δράσης (ή ροπής αν προτιµάτε), κοντά στην άρθρωση του ισχίου όπως φαίνεται από το πλάι. Ας σηµειωθεί πως η γραµµή της δύναµης αντίδρασης του δαπέδου δεν περνά µέσα από το κέντρο της άρθρωσης του ισχίου ούτε κατά την επαφή της πτέρνας αλλά ούτε και κατά την ώθηση. Κατά την επαφή της πτέρνας η γραµµή δράσης της δύναµης στην πτέρνα πρέπει να περνά πάνω από την προσθετική άρθρωση του γόνατος ώστε αυτό να παρουσιάζει αυτό που είναι γνωστό σαν σταθερότητα ευθυγράµµισης. Ο ακρωτηριασµένος στην κυριολεξία ελέγχει τον προσανατολισµό της πρόσθιας γραµµής, ασκώντας ενεργά µια ροπή έκτασης γύρω από το ισχίο. Οι µαθητές της εµβιοµηχανικής θα αναγνωρίσουν µια πολύ γνωστή αρχή της µηχανικής που επιτρέπει στην δύναµη της άρθρωσης του ισχίου και της ροπής της έκτασης να αντικατασταθεί από µια ισοδύναµη µόνη δύναµη που δρα µπροστά από την άρθρωση του ισχίου και που ασκεί την ίδια ροπή έκτασης για το ισχίο όπως η πραγµατική µυϊκή ροπή. Αυτό είναι ισοδύναµο µε την γραµµή του φορτίου που περνά πάνω από τον µονό άξονα του γόνατος και εξαναγκάζει το γόνατο σε µια θέση πλήρους έκτασης. Οι ίδιες αρχές διέπουν το σύστηµα των δυνάµεων κατά τη φάση ώθησης. Κατά την ώθηση ο ακρωτηριασµένος θα έπρεπε να είναι ικανός να ξεκινήσει την κάµψη του γόνατος για µεταφορά στην φάση αιώρησης χωρίς να σηκώνει την πρόθεση από την επαφή της µε το πάτωµα. Αυτό επιτυγχάνεται µε µια ροπή κάµψης από το ισχιακό µυϊκό σύστηµα που έχει αποτέλεσµα τη µετακίνηση της γραµµής της δύναµης που διαπερνά το σηµείο της κεφαλής του 1 ου µεταταρσίου σε προσανατολισµό όπου θα περνά πίσω από το κέντρο της άρθρωσης του γόνατος και που θα προκαλέσει το γόνατο να καµφθεί. Εάν βάλουµε τα διαγράµµατα το ένα πάνω στο άλλο των σχηµάτων.7α και.7c και υποθέσουµε ότι ο ακρωτηριασµένος µπορεί να χρησιµοποιεί τις απαιτούµενες µυϊκές ροπές περί την άρθρωση του ισχίου, λαµβάνουµε το 25

26 διάγραµµα σταθερότητας που φαίνεται στο σχήµα.7b. Η γραµµοσκιασµένη περιοχή εκπροσωπεί το µέρος όπου το κέντρο του γόνατος µπορεί να εντοπισθεί και ακόµη να διατηρήσει τα δυο επιθυµητά χαρακτηριστικά, 1) σταθερότητα κατά την πρόσκρουση της πτέρνας και 2) ικανότητα να ξεκινήσει την κάµψη του γόνατος οικειοθελώς λίγο πριν την ώθηση. Η πραγµατικά απαιτούµενη µυϊκή προσπάθεια για τον ακρωτηριασµένο καθορίζεται ποικίλα από την ευθυγράµµιση της άρθρωσης του γόνατος στα όρια της σχήµατος V περιοχής. σχήµα.7 (διάγραµµα σταθερότητας: µηχανισµός µονοαξονικού προσθετικού γόνατος) Τα διαγράµµατα του σχήµατος.7 σχεδιάστηκαν για µια κλασσική πρόθεση πάνω από το γόνατο µε την σταθερότητα του γόνατος να καθορίζεται αποκλειστικά από την ευθυγράµµιση του κέντρου του γόνατος. Κανένας µηχανισµός φρεναρίσµατος λόγω τριβής υποτίθεται δεν συµµετέχει στον µηχανισµό του γόνατος. Σηµειώστε ότι πολλοί ενεργητικοί άνω του 26

27 γόνατος ακρωτηριασµοί έχουν την ικανότητα να χρησιµοποιήσουν µυϊκές ροπές περί την άρθρωση του ισχίου πολύ µεγαλύτερες από αυτές που απαιτούνται στο σχήµα.7. Θα έπρεπε επίσης να είναι φανερό ότι η κάµψη και η έκταση του ισχίου είναι τελείως απαραίτητες. Ένας ακρωτηριασµένος µε χτυπηµένο ισχίο δεν θα µπορούσε να ελέγχει τον µονό άξονα του γόνατος χωρίς ένα φρένο του γόνατος ή ένα κλείδωµα. ΣΤΙΓΜΙΑΙΟ ΚΕΝΤΡΟ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ Το στιγµιαίο κέντρο, ή καλύτερα το στιγµιαίο κέντρο µε µηδενική σχετική ταχύτητα, είναι ένα σηµείο όπου, για µια πολύ µικρή αλλαγή στην γωνία της κάµψης του γόνατος, το µηριαίο τµήµα περιστρέφεται γύρω από ένα σηµείο στην προέκταση του κολοβώµατος και το οποίο σηµείο, είναι στιγµιαία σταθερό. Για µικρές γωνίες σχετικής περιστροφής θα µπορούσε κανείς να φανταστεί σαν µόνιµο «µεντεσέ» το στιγµιαίο κέντρο. Για µεγαλύτερες γωνίες περιστροφής το στιγµιαίο κέντρο θα αλλάξει τοποθεσία, και ένας νέος µόνιµος «µεντεσές» πρέπει να σχηµατισθεί. Σε µια τετραξονική σύνδεση γόνατος το στιγµιαίο κέντρο (σε µια συγκεκριµένη θέση κάµψης του γόνατος ) µπορεί πάντα να είναι τοποθετηµένο στην τοµή των κεντρικών γραµµών της πρόσθιων και οπίσθιων συνδέσεων που ενώνουν το τµήµα της υποδοχής και το τµήµα του κορµού της πρόθεσης. Όσο η γωνία της κάµψης του γόνατος αυξάνεται το στιγµιαίο κέντρο παίρνει µια σειρά θέσεων που τυπικά χαράζουν ένα µονοπάτι στην προέκταση του κολοβώµατος, που εξελίσσεται προς τα εµπρός και κάτω προς το αισθητικό ή ανατοµικό κέντρο του γόνατος. Μια ανυψωµένη και προς τα πίσω τοποθέτηση του στιγµιαίου κέντρου είναι επιθυµητή για βελτίωση της σταθερότητας κατά την πρόσκρουση της πτέρνας. Όπως και µε το µονοαξονικό γόνατο, η τοποθέτηση της άρθρωσης του γόνατος είναι επίσης επιβεβληµένη, µε τοποθέτηση του σε µια κατάλληλα ανατοµική θέση ώστε να επιτύχει µια αισθητικά καλή εµφάνιση καθώς κάθεται µε το γόνατο στις 90 µοίρες. Μια κατάλληλα σχεδιασµένη τετραξονική σύνδεση του γόνατος θα τοποθετήσει το στιγµιαίο κέντρο στην πλήρη έκταση σε µια θέση µέσα στην επιθυµητή σταθερή περιοχή του διαγράµµατος σταθερότητας 27