Projektowanie protez
MED.11. Wykonywanie i dobieranie przedmiotów ortopedycznych oraz środków pomocniczych - Technik ortopeda 321403
Dobór kosza biodrowego protezy przy wyłuszczeniu w stawie biodrowym
GRAFIKA INTERAKTYWNA
Spis treści
Wyłuszczenie w stawie biodrowymWyłuszczenie w stawie biodrowym
Cechy protezyCechy protezy
Cechy pacjentaCechy pacjenta
Rodzaje protez: historyczne - protezy konwencjonalne (tradycyjne)Rodzaje protez: historyczne - protezy konwencjonalne (tradycyjne)
Rodzaje protez: proteza typu kanadyjskiegoRodzaje protez: proteza typu kanadyjskiego
Rodzaje protez: proteza modularna z koszem biodrowym po wyłuszczeniu w stawie biodrowym z systemem „kanadyjskim”Rodzaje protez: proteza modularna z koszem biodrowym po wyłuszczeniu w stawie biodrowym z systemem „kanadyjskim”
Elementy konstrukcyjne protezyElementy konstrukcyjne protezy
Kosz biodrowyKosz biodrowy
Kosz biodrowy typu „bikini”Kosz biodrowy typu „bikini”
Przykłady konstrukcyjne koszy biodrowychPrzykłady konstrukcyjne koszy biodrowych
Przegub biodrowyPrzegub biodrowy
AdapteryAdaptery
Przegub kolanowy monocentrycznyPrzegub kolanowy monocentryczny
Przegub kolanowy policentrycznyPrzegub kolanowy policentryczny
Przegub kolanowy elektronicznyPrzegub kolanowy elektroniczny
Stopa protezowaStopa protezowa
Stopa protezowa mechanicznaStopa protezowa mechaniczna
Stopa protezowa elektronicznaStopa protezowa elektroniczna
Wyłuszczenie w stawie biodrowym
Wyłuszczenie w stawie biodrowym. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie ciała człowieka z zaznaczonym rejonem wyłuszczenia w stawie biodrowym.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Grafika: Schematyczne przedstawienie szkieletu kończyny dolnej z zaznaczoną lokalizacją wyłuszczenia. Tekst: Wyłuszczenie w stawie biodrowym jest operacją polegającą na odjęciu całej kończyny dolnej na poziomie stawu biodrowego. Struktura miednicy zostaje przy tym nienaruszona. Amputacja ta stanowi 0,5–3% [od pół do trzech procent] wszystkich amputacji kończyny dolnej i wynika ze wskazań onkologicznych lub bardzo dużych urazów. Całkowita amputacja uniemożliwia uformowanie kikuta, który jest elementem zawieszenia protezy na kikucie.
Grafika: Schematyczne przedstawienie trzech rysunków miednicy z zaznaczeniem, za pomocą linii przerywanych, miejsc odjęcia części kości miednicznej, całej kości miednicznej oraz całej kości miednicznej z częścią kości krzyżowej. Tekst: Bardziej radykalną amputacją jest hemipelwektomia zewnętrzna polegająca na odjęciu całej kończyny dolnej wraz z resekcją części miednicy.
Cechy protezy. Grafika interaktywna. Przedstawia ona zaawansowaną, wieloelementową protezę kończyny dolnej.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Część amputowana obejmowana jest przez kosz biodrowy, stanowiący rodzaj leja protezowego, który wykonuje się, pobierając odlew gipsowy miednicy i grzebieni biodrowych pacjenta. Odlew jest później modyfikowany, aby zapewnić komfort, dobrze dopasowanych do anatomii danej osoby, głównych powierzchni nośnych. Obciążenie leja występuje na kości kulszowej i pośladkach strony amputowanej.
Zapewnia mechanizm dla przenoszenia ciężaru z tułowia na protezę. Zapewnia stabilność przednio‑tylną i przyśrodkowo‑boczną. Osiąga się to poprzez upewnienie się, że lej dobrze dopasowuje się do osoby i mocno przylega do grzebieni biodrowych i ponad krętarzem większym. Mocno przylegający lej jest również znacznie lżejszy i wymaga mniejszego wysiłku podczas chodzenia.
Konstrukcja protezy powinna zapewnić kontrolę stawu kolanowego i skokowego. Przy wyłuszczeniu w stawie biodrowym zadanie to jest utrudnione.
Podczas chodu zapewnia dobre zawieszenie w fazie wymachu. Kształt leja zachodzi proksymalnie nad grzebieniami biodrowymi i blokuje się ciasno nad nimi. Jest to podstawowy mechanizm zawieszenia protezy
Cechy pacjenta. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie szkieletu człowieka w pozycji tyłopochylenia miednicy oraz przodopochylenia miednicy. W tyłopochyleniu tył miednicy jest opuszczony, a przód podniesiony, co powoduje, że klatka piersiowa pochyla się do przodu. W przodopochyleniu przód miednicy jest opuszczony, a tył podniesiony, przez co kręgosłup lędźwiowy ulega nadmiernemu przodozgięciu.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Aby zapewnić pomyślne dopasowanie protezy, jej użytkownik musi być w stanie osiągnąć dobry zakres ruchów lordotycznych (tyłopochylenie i przodopochylenie miednicy) poprzez aktywne wykorzystanie mięśni dolnej części pleców i brzucha.
Cechy pacjenta. Grafika interaktywna. Przedstawia ona zakładającą protezę pacjentkę, której kończyna dolna została amputowana.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Umiejętność utrzymywania równowagi na zdrowej nodze jest niezbędna, aby użytkownik protezy mógł samodzielnie ją zakładać i zdejmować. Ogólny, dobry zmysł równowagi może również pozwolić pacjentowi na poruszanie się bez użycia dodatkowych środków wspomagających chód, takich jak kule.
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści
Rodzaje protez: historyczne - protezy konwencjonalne (tradycyjne)
Rodzaje protez: historyczne, protezy konwencjonalne (tradycyjne). Grafika interaktywna. Przedstawia ona korzystającą z dwóch rodzajów protez pacjentkę, której kończyna dolna została amputowana. Pierwsza proteza jest zamocowana za pomocą pasa w okolicy bioder, a druga za pomocą paska zawieszonego na barku.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Na przestrzeni kilkudziesięciu lat konstruowanych było wiele protez. Pierwsze protezy miały konstrukcję skorupową (zewnątrzszkieletową) z klasycznym koszem biodrowym. Bierna blokada ruchów w przegubie biodrowym i kolanowym protezy zapewniała jej stabilność w warunkach obciążenia, a zwolnienie tej blokady pozwalało użytkownikowi na przyjęcie pozycji siedzącej. Często staw biodrowy pokrywał się z fizjologiczną lokalizacją tego stawu.
Rodzaje protez: proteza typu kanadyjskiego. Grafika interaktywna. Przedstawia ona protezę typu kanadyjskiego, składającą się z kosza obejmującego biodro oraz oddzielnych, połączonych ruchomymi elementami: części udowej, podudzia oraz stopy. Na grafice zaprezentowano również: przesunięcie przegubu biodrowego (do przodu) oraz kolanowego (do tyłu) w stosunku do osi obciążenia oraz zakresy ruchu protezy podczas lokomocji.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Cechą charakterystyczną protezy kanadyjskiej jest przesunięcie przegubu biodrowego do przodu kosza biodrowego i osi obciążenia. Przegub kolanowy pozostaje cofnięty w stosunku do osi obciążenia (fizjologicznej lokalizacji stawu biodrowego). Na podstawie tego systemu do dzisiaj projektuje się protezy, udoskonalając jedynie ich poszczególne elementy.
Przesunięcie przegubu biodrowego do przodu kosza biodrowego.
Przesunięcie przegubu kolanowego do tyłu w stosunku do osi obciążenia.
Lokomocja:
podczas gdy proteza pięty dotyka podłoża, środek ciężkości przechodzi za osią stawu skokowego, kompresja pięty powoduje opuszczanie stopy na ziemię;
w tym samym czasie następuje prostowanie kolana. Dzieje się to w momencie, gdy środek ciężkości przechodzi przed oś stawu kolanowego;
w połowie fazy podparcia stabilność jest maksymalna, gdy środek ciężkości znajduje się za osią stawu biodrowego i przed osią stawu kolanowego, tak jak odbywa się to podczas spokojnego stania;
w fazie odrywania pięty od podłoża środek ciężkości przesuwa się do tyłu od osi stawu kolanowego, umożliwiając bierne zginanie kolana, a następnie oderwanie stopy i przejście w fazę wymachu;
ten proces ułatwia przeniesienie ciężaru ciała na przeciwległą kończynę.
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści
Rodzaje protez: proteza modularna z koszem biodrowym po wyłuszczeniu w stawie biodrowym z systemem „kanadyjskim”
Rodzaje protez. Proteza modularna z systemem kanadyjskim na wyłuszczenie w stawie biodrowym. Grafika interaktywna. Przedstawia ona pacjenta, którego kończyna dolna została amputowana. Stoi on przy barierce ułatwiającej naukę chodzenia w protezie. Na grafice zaprezentowano również osie ruchu pionowania protezy.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Konstrukcja zapewnia dynamiczne działanie przegubu biodrowego i kolanowego, bez żadnych urządzeń blokujących. Stabilność w warunkach obciążenia wynika z charakterystycznego systemu pionowania protezy. Podczas lokomocji wykorzystuje się ruchy miednicy, co umożliwia zainicjowanie i kontrolowanie ruchów protezy.
Przegub biodrowy. Linia nośna biegnie za stawem biodrowym. Przedni i tylny kształt kosza biodrowego ukształtowany jest przy zachowaniu kątów 45 [czterdziestu pięciu] stopni.
Przegub kolanowy. Cofnięty jest do tyłu od linii nośnej.
Stopa protezowa. Jej środek cofnięty jest do tyłu od linii nośnej.
Elementy konstrukcyjne protezy. Grafika interaktywna. Przedstawia ona protezę kończyny dolnej z koszem biodrowym.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Kosz biodrowy. Umożliwia zawieszenie protezy, pełni funkcję leja.
Przegub biodrowy. Pełni funkcję stawu biodrowego.
Adaptery. Elementy łączące ze sobą poszczególne moduły konstrukcji. Wyróżnia się adaptery konstrukcyjne, na przykład rurowe czy przesuwne, oraz funkcjonalne, na przykład obrotowe, mające na celu zwiększyć komfort użytkowania protezy. Adapter obrotowy montowany jest tuż nad przegubem kolanowym i pozwala wykonywać ruchy skrętne na wysokości kolana. Umożliwia on wykonywanie takich ruchów jak założenie „nogi na nogę”, ułatwiając tym samym zakładanie buta. Adapter obrotowy ułatwia również prowadzenie samochodu. Kąty zgięcia adapterów oraz długości rur dobierane są tak, aby w pierwszej kolejności oś kolana znalazła się w osi obciążenia lub tak, jak precyzuje producent dla ustawień przy wyłuszczeniu w stawie biodrowym. W przypadku tak wysokiej amputacji minimalna różnica w wysokości osi stawu kolanowego (nogi zdrowej) do osi przegubu (kolana protezowego) będzie w dużo mniejszym stopniu wpływać na chód i komfort pacjenta niż źle wyosiowana proteza.
Przegub kolanowy. Pełni funkcję stawu kolanowego.
Stopa protezowa. Pełni funkcję zamiennika stopy.
Kosz biodrowy. Grafika interaktywna. Przedstawia ona miejsca na ciele: czułe na nacisk oraz tolerowanego nacisku wywieranego przez kosz biodrowy. Na grafice zaznaczono również: miejsca głównego i dodatkowego obciążenia kosza biodrowego przez elementy miednicy oraz dopasowanie kosza z każdej strony do ciała pacjenta.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Element ten jest wykonywany w zakładzie ortopedycznym indywidualnie dla każdego pacjenta. To specyficzny lej protezowy, który jest polem kontaktu ciała pacjenta z protezą oraz elementem sterującym. Pełna forma kosza dostosowana jest do kształtów miednicy. Odwzorowuje on dokładnie kształt kikuta. Kosz jest jednym z najważniejszych elementów protezy, ponieważ stanowi połączenie pomiędzy protezą a ciałem pacjenta i decyduje o komforcie użytkowania protezy. Wyróżnia się różne konstrukcje lejów. Najbardziej istotnymi czynnikami pomyślnego użytkowania są: staranne dopasowanie i bezpieczeństwo zawieszenia, niezależnie od wybranego projektu leja. Kosz obejmuje: od spodu pozostałość po amputacji, część tylną miednicy, obustronnie talerze biodrowe od przodu. Po stronie przeciwnej do tej, której dotyczyła amputacja, znajduje się wycięcie na umieszczenie i objęcie zdrowej kończyny. Kosz w części przedniej docięty jest w sposób umożliwiający jego otwieranie. W tej części znajdują się zapięcia, na przykład z taśmy Velcro. Kosze wykonuje się z różnych materiałów. Dawniej podstawowym surowcem była skóra ortopedyczna, którą formowano na pozytywie gipsowym. Obecnie bazą do wykonania kosza są tworzywa sztuczne, takie jak żywice czy tworzywa termoformowalne. Materiały te tworzą warstwę zewnętrzną kosza wykonaną w sposób umożliwiający swobodne otwieranie. Wewnętrzną stronę kosza najczęściej wyściela się miękkimi piankami termoformowalnymi, na przykład Plastazote.
Ważne jest, by dobierając kosz biodrowy, określić miejsca czułe na nacisk, takie jak spojenie łonowe, grzebień biodrowy, żebra dolne czy szew po ranie operacyjnej, oraz miejsca tolerowanego nacisku, takie jak okolica pośladka. Nieprawidłowe dopasowanie kosza biodrowego może spowodować, że w miejscach czułych na nacisk pojawią się nawet rany.
Kosz biodrowy musi zostać tak skonstruowany, aby obciążenia przenieść na guz kulszowy lub mięśnie pośladkowe. Pełny kontakt kosza wymaga również odciążenia kolca biodrowego górnego, grzebienia biodrowego czy wyrostków kolczystych kręgów.
Kolec biodrowy przedni górny.
Grzebień biodrowy.
Guz kulszowy.
Chory porusza protezą, bazując na mięśniach tułowia. Lej musi być bardzo dobrze dopasowany w części przedniej i tylnej kikuta oraz przyśrodkowo‑bocznej, aby użytkownik protezy mógł ją kontrolować podczas stania i lokomocji.
Kosz biodrowy typu bikini. Grafika interaktywna. Przedstawia ona korzystającą z protezy pacjentkę po amputacji kończyny dolnej. Na grafice jest również zamieszczony schematyczny rysunek kosza biodrowego typu bikini, zbudowanego z trzech elementów połączonych regulowanymi paskami.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Klasyczny kosz biodrowy zastępuje się otwartą konstrukcją.
Zalety nowego rozwiązania:dobre połączenie z pozostałymi elementami protezy gwarantuje stabilność i bezpieczeństwo;
obciążenia w koszu są równo rozłożone, podparcie kulszowe jest wyeliminowane;
kosz ma komfortową, lekką i przewiewną konstrukcję;
proteza nie ogranicza zakresu ruchów użytkownika;
kosz dopasowuje się do ciała pacjenta w trakcie spoczynku, siedzenia, schylania się, chodzenia i wykonywania innych czynności dnia codziennego;
pacjent sam może kontrolować dopasowanie kosza bikini do siebie dzięki systemowi regulacji;
w związku z niewielkim kontaktem powierzchni kosza z ciałem pacjenci mają zdecydowanie mniejsze problemy skórne;
system bikini podnosi jakość życia użytkowników.
Dzięki systemowi bikini nie trzeba zamykać całego biodra w sztywnej ramie z włókna węglowego. System ten jest rozwiązaniem lżejszym oraz wygodniejszym, pozwalającym na szerszy zakres ruchu, ułatwiającym na przykład pochylania się.
Pasy stabilizujące pozwalają na lepsze dopasowanie kosza i dostosowanie ucisku w dowolnej chwili. Otwarta budowa powoduje, że wymiana powietrza jest większa, dzięki czemu potliwość i uczucie gorąca użytkownika zostają zmniejszone.
Przykłady konstrukcyjne koszy biodrowych. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie czterech różnych rodzajów koszy biodrowych.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Kosz biodrowy z systemem linek. Większość pacjentów odnosi korzyści, gdy staw biodrowy może wykonywać swobodne ruchy, chociaż czasami nadal bierze się pod uwagę zastosowanie stawów blokujących się w protezach przeznaczonych dla osób o dość ograniczonych możliwościach poruszania się.
Klasyczny kosz biodrowy. Ma sztywną i zabudowaną ramę sięgającą ponad grzebienie biodrowe, zapinaną za pomocą pasków skórzanych ze sprzączkami rymarskimi.
Kosz biodrowy typu bikini. Jest to otwarta konstrukcja z zapięciem typu: klamra mikrometryczna.
Kosz biodrowy typu klasycznego. Jest wykonany z dwóch warstw tworzywa termoplastycznego: miękkiej wewnętrznej i sztywnej zewnętrznej. Wycięcia w sztywnej konstrukcji zapewniają odciążenie elementów kostnych miednicy.
Przegub biodrowy. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie trzech różnych rodzajów przegubów biodrowych.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Większość pacjentów odnosi korzyści, gdy staw biodrowy może wykonywać swobodne ruchy, chociaż czasami nadal bierze się pod uwagę zastosowanie stawów blokujących się w protezach przeznaczonych dla osób o dość ograniczonych możliwościach poruszania się.
Najprostsza konstrukcja lekkiego stawu biodrowego wykonanego z aluminium. Staw biodrowy ma regulację wspomagania zgięcia/wyprostu poprzez zastosowanie elementów gumowych. Ułatwia to osiągnięcie pełnego wyprostu biodra. W ten sposób możliwe jest bezpieczne obciążenie protezy zarówno podczas stania, jak i w trakcie chodu.
Staw może być wykonany z aluminium, stali lub tytanu. Wewnątrz modułu stawu wbudowana jest wyrzutnia sprężynowa, która steruje pracą zgięcia/wyprostu. Pełen wyprost stawu biodrowego gwarantuje zachowanie bezpieczeństwa podparcia. Płytka mocująca podlega laminacji bezpośrednio z koszem biodrowym.
Przegub biodrowy jest w stanie sterować hydraulicznie trójwymiarowymi ruchami w fazie podporu i wymachu. Oprócz zwykłego zgięcia i wyprostu najnowocześniejszy rodzaj stawu zapewnia kombinację odwodzenia, przywodzenia oraz rotacji zewnętrznej i wewnętrznej. System hydrauliczny pozwala w fazie podporu na magazynowanie energii mechanicznej i wykorzystanie jej do zainicjowania fazy wymachu (brak mięśni zginających biodro).
Adaptery. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie trzech podłużnych adapterów rurowych o różnej długości, zaopatrzonych w element mocujący.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Są to elementy łączące ze sobą poszczególne moduły konstrukcji. Mogą być wykonane z różnego rodzaju materiałów. Możemy je podzielić ze względu na to czy są bierne czy też funkcjonalne.
Elementy bierne to na przykład adaptery rurowe, łączące, adaptery do laminacji – łączą one tylko poszczególne moduły protezy, nie spełniają żadnej funkcji.
Natomiast adaptery funkcjonalne stwarzają protezie nowe możliwości, są to adaptery obrotowe, przesuwne, amortyzatory.
Przegub kolanowy monocentryczny. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie czterech różnych rodzajów monocentrycznych przegubów kolanowych.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Przeguby kolanowe w protezach modularnych są bardzo istotnym elementem. Przegub kolanowy powinien zagwarantować pacjentowi stabilność protezy zarówno podczas stania, jak i w trakcie chodzenia, w fazie podporu. Przegub ten w głównej mierze odpowiada za bezpieczeństwo pacjenta. Steruje także ruchem podudzia podczas fazy przenoszenia oraz powrotu do pozycji wyjściowej. W dużym stopniu od rodzaju stawu kolanowego zależy dynamika chodu pacjenta. Różnorodność przegubów jest bardzo duża, dlatego najważniejsza sprawa to dobranie danemu pacjentowi odpowiedniego przegubu kolanowego. Robiąc to, należy wziąć pod uwagę aktywność, oczekiwania oraz potrzeby użytkownika protezy. Kolana protezowe możemy podzielić ze względu na liczbę osi (jednoosiowe bądź wieloosiowe) oraz wykorzystywany przez nie mechanizm (pneumatyczne, hydrauliczne oraz sterowane elektronicznie).
Monocentryczny przegub mechaniczny jest najprostszą konstrukcją zespołu kolanowego. Zapewnia podstawową funkcję zawiasu, umożliwiając zginanie i prostowanie kolana.
Do podstawowej konstrukcji można dodać sprężynę, aby zapewnić wspomagane wyprostowanie kolana. Jest to bezpieczniejsze rozwiązanie, ponieważ zmniejszone zostaje ryzyko stania na zgiętym niestabilnym kolanie.
Aby bardziej poprawić funkcjonalność jednoosiowego stawu kolanowego, można zainstalować system pneumatyczny. Systemy pneumatyczne służą do kontrolowania prędkości zgięcia i wyprostu jednostki kolanowej w fazie wymachu podczas chodu (gdy proteza jest oderwana od podłoża). System ten pozwala protetykowi dostosować kolano do ogólnego tempa chodu użytkownika. Rezultatem jest płynniejszy ruch protezy. Układy pneumatyczne zwykle składają się z cylindra i tłoka z ręcznie regulowanymi zaworami. Gdy kolano się zgina, tłok w cylindrze spręża powietrze, które wydostaje się przez zawory. Regulując otwór tych zaworów, protetyk dostosowuje łatwość zginania i prostowania kolana.
System hydrauliczny działa podobnie do układu pneumatycznego, ponieważ składa się z cylindra i tłoka z regulowanymi zaworami. Jednak jednostki hydrauliczne wykorzystują ciecz zamiast powietrza. Ze względu na charakter cieczy (w odróżnieniu od powietrza nie jest substancją ściśliwą) układ hydrauliczny może zapewnić większy opór w porównaniu z pneumatyką, co może być korzystne dla precyzyjnego dostrojenia. Prosty hydrauliczny zespół kolanowy, podobnie jak system pneumatyczny, można dostosować do ogólnego tempa chodu danej osoby.
Przegub kolanowy policentryczny. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie dwóch rodzajów przegubów kolanowych policentrycznych, systemu pneumatycznego i systemu hydraulicznego.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Ze względu na geometrię wieloosiowych jednostek kolanowych mogą one zapewnić większą stabilność podczas fazy podporu w trakcie chodu (kiedy proteza dotyka podłoża). Często ta stabilność jest określana jako blokada geometryczna. W porównaniu z hamulcami ciernymi występującymi w niektórych kolanach jednoosiowych blokada geometryczna nie wykorzystuje siły tarcia i nie zużywa się z upływem czasu. Wieloosiowe zespoły kolanowe o bardziej zaawansowanej konstrukcji geometrycznej pozwalają na lekkie zgięcie kolana bez zapadania się, co poprawia funkcjonalność protezy (tłumienie niepożądanych sił i tym podobne). Podobnie jak jednoosiowe jednostki kolanowe kolana wieloosiowe można dodatkowo wzmocnić sprężynami, aby wspomóc wyprost, a także pneumatyką sterowaną lub automatyczną albo hydrauliką.
Przegub kolanowy policentryczny, mechaniczny ze sprężyną wspomagającą wyprost. Grafika: Schematyczne przedstawienie przegubu kolanowego policentrycznego, mechanicznego ze sprężyną.
Przegub kolanowy elektroniczny. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie elektronicznego przegubu kolanowego.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
W tego typu stawie system hydrauliczny sterowany jest mikroprocesorem. Akumulator zainstalowany w produkcie musi być ładowany zasilaniem zewnętrznym. W zależności od mobilności pacjenta dopasowuje się za pomocą oprogramowania tryby wspomagania aktywności chorego, na przykład siadania, wstawania. Kolana elektroniczne tak samo jak pozostałe przeguby można podzielić:
na aktywne lub pasywne,
ze względu na typ medium - hydrauliczne, pneumatyczne, hydrauliczno‑pneumatyczne lub płyn ferromagnetyczny (magnetofluid),
ze względu na ilość osi – monocentryczne (jedna oś) lub policentryczne (wiele osi).
Kolano aktywne – wspiera chód poprzez wbudowany silnik elektryczny dzięki czemu pacjent ma asystę podczas wchodzenia po schodach. Kolano pasywne - swoje działanie opiera głównie na przepływie medium i/lub kompresji sprężyny (gazowej lub zwykłej), przez co ich praca zależna jest nie tylko od ustawień zaworów kontrolujących przepływ medium, ale także od siły nacisku na protezę czy poprawnego wymachu kikuta. Kolana elektroniczne projektowane są wokół wybranego typu medium przez co różnią się w budowie oraz charakterystyce pracy. Przeguby pneumatyczne powinny być lżejsze od hydraulicznych (ze względu na brak dodatkowej wagi medium). Jednakże są bardziej narażone na zanieczyszczenia (np. kurz w siłowniku, wilgoć czy zalania wodą) oraz podatniejsze na zmiany temperatury ponieważ zmienia się charakterystyka kompresji gazów. Kolana hydrauliczne są dużo bardziej odporne na zanieczyszczenia i zalania, a temperatura w mniejszym stopniu wpływa na zachowanie oleju hydraulicznego. Przeguby wykorzystujące płyn ferromagnetyczny swoim działaniem odbiegają od reszty konstrukcji, ze względu na brak zaworów sterujących. Płyn przepływający przez wąskie szczeliny, pod wpływem pola magnetycznego wytworzonego przez przepływ prądu, powoduje jego zgęstnienie lub rozrzedzenie w zależności od siły pola. Niestety w przypadku braku zasilania, rozładowane kolano będzie zachowywało się jak zawias przy braku mechanicznej blokady usztywniającej kolano. Ostatnim elementem rozdzielającym typy kolan jest ilość osi. W większości kolana elektroniczne są jednoosiowe ze względu na elektroniczne sterowanie zaworami, co upraszcza konstrukcję i daje podobne rezultaty co kolana wieloosiowe. Jednakże rozwiązania wieloosiowe starają się bardziej naśladować pracę naturalnego stawu kolanowego. Na grafice przedstawiono system hydrauliczny sterowany mikroprocesorem. Akumulator zainstalowany w produkcie musi być ładowany zasilaniem zewnętrznym. W zależności od mobilności pacjenta za pomocą oprogramowania ustawia się rezystancję (opór) dla zgięcia i wyprostu w różnych fazach chodu.
Piramidowe lub gwintowe element łączący przegub kolanowy z lejam udowym lub innymi komponentami protezy.
Opcjonalne ograniczniki zgięcia.
Osłona.
Jednostka hydrauliczna.
Odbiornik indukcyjnej jednostki ładowania lub port ładowarki.
Stopa protezowa. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie stopy protezowej.
Na grafice znajdują się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Bardzo ważnym elementem protezy modularnej jest stopa protezowa. To, w jaki sposób zachowa się podczas kontaktu z podłożem, będzie miało wpływ na zachowanie całej protezy. Strukturalnie stopy protetyczne można podzielić na dwie grupy: te ze sztywnym połączeniem z trzpieniem protetycznym (nieprzegubowym) oraz te z mechanizmem z zawiasową kostką (przegubem). Pod względem funkcji stopy protetyczne można podzielić na następujące grupy:
sztywne (sztywna kostka amortyzująca piętę, SACH),
elastyczne (elastyczna stopa na całej długości rdzenia),
jednoosiowe (mające mechanizm przegubowy),
wieloosiowe (ruchome w wielu płaszczyznach),
dynamiczne (najczęściej o budowie gwarantującej zwrot energetyczny),
elektroniczne (mające mikroprocesor oraz mechanizm zarządzający ustawieniem stopy).
Stopa protezowa mechaniczna. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie stopy protezowej mechanicznej, mechanizmu amortyzacji uderzenia przy zetknięciu stopy z podłożem oraz jedno- i wieloosiowej kostki mechanicznej.
Na grafice znajdują się punkty interaktywne. Kliknięcie w nie powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Stopa mechaniczna SACH posiada miękką piętę, która amortyzuje uderzenie, które pojawia się przy pierwszym zetknięciu stopy z podłożem (w protetyce nazywa się to „początkowym kontaktem” lub „uderzeniem piętą”). Ta konstrukcja nie magazynuje energii i jest bardzo ograniczona w dostosowywaniu się do różnych powierzchni.
Stopa mechaniczna z jednoosiową kostką. Ta stopa ma sztuczny staw jednoosiowy, który odtwarza zdolność kostki do poruszania się w płaszczyźnie strzałkowej (zgięcie). Stabilność tego stawu jest zwykle dostrajana przez protetyka za pomocą wymiennych elastycznych zderzaków. Ten typ stopy może zapewnić podobne korzyści jak stopa SACH pod względem pochłaniania wstrząsów, z dodatkowymi korzyściami w dostosowywaniu się do zboczy, ale kosztem większej utraty energii, co sprawia, że chodzenie na duże odległości jest bardziej obciążające fizycznie. Moduł jednoosiowej kostki może być również sterowany za pomocą systemu hydraulicznego.
Stopa mechaniczna z wieloosiową kostką. Umożliwiając dodatkowe ruchy na boki, a także zgięcie, wieloosiowa stopa może dostosować się do nierównych powierzchni, co zapewnia wygodniejszy spacer.
Stopa protezowa elektroniczna. Grafika interaktywna. Schematyczne przedstawienie stopy protezowej elektronicznej.
Na grafice znajduje się punkt interaktywny. Kliknięcie w ten punkt powoduje, że pojawia się ramka z tekstem i tożsame z nim nagranie dźwiękowe.
Nowe materiały pozwoliły na zbudowanie znacznie lżejsze stopy, które są zdolne do magazynowania energii. Najpopularniejsze materiały kompozytowe stosowane w projektowaniu protetycznym bazują na technologii włókna węglowego i włókna szklanego lub kompozytów. Kompozyty to tworzywa składające się z co najmniej dwóch materiałów. W protetyce zastosowanie znajdują laminaty tworzone przez zbrojenie oraz spoiwo. Jako spoiwo (lepiszcze) wykorzystuje się żywice np.: akrylowe, poliestrowe, epoksydowe, silikonowe. Zbrojeniem mogą być wspomniane już włókna szklane i włókna węglowe występujące w formie mat albo tkanin. O jakości kompozytu decyduje nie tylko rodzaj włókien ale także ich objętość, ułożenie czy splot włókien. Technologicznie komponowanie materiałów zakłada otrzymanie produktu o właściwościach, które będą co najmniej sumą właściwości materiałów użytych do jego wytworzenia. Kompozyty mają zastosowanie w wielu dziedzinach. W zaopatrzeniu ortopedycznym dedykowane są między innymi stopom protezowym. Dzięki właściwościom kompozytów użytych do produkcji tego modułu zostaje spełnione podstawowe założenie pracy stóp węglowych. Polega ono na gromadzeniu energii przez rdzeń protezy w czasie fazy podparcia pięty oraz zwrot tej energii w trakcie odbicia z palców. Zwiększa się komfort pacjenta i dynamika chodu. Stopy są lekkie, wytrzymałe i odporne na środowisko zewnętrzne. Struktura kompozytów umożliwia wytwarzanie stóp protezowych, które można indywidualnie dobierać do wagi, sprawności i aktywności pacjentów. Ta konstrukcja łączy wieloosiowy układ kompozytowy połączony z układem hydraulicznym sterowanym mikroprocesorem. Te style stóp zapewniają dodatkowe, ale ważne funkcje, takie jak szybsze dostosowanie się do zboczy i nierównych powierzchni.