關于萬向踝足裝置的機構數(shù)據(jù)采集及萬向性能分析

黃微 福建省康復輔具技術服務中心

假腳以及其配套的踝關節(jié)是用來代償人體踝足系統(tǒng)機能的假肢部件，使下肢假肢的重要組成部分，其性能優(yōu)劣直接關系到假肢整體功能的發(fā)揮。

假肢中的踝足裝置是模仿正常人體的踝足運動功能而設計的。正常的踝足關節(jié)具有跖曲、背曲、內(nèi)翻、外翻及旋轉(zhuǎn)的運動方向，其中跖屈與背屈是踝足裝置及假腳部件最基本的功能。而隨著截肢者對假肢功能需求的提高，許多假肢部件生產(chǎn)廠家設計推出了具備內(nèi)外翻功能和內(nèi)外旋功能的踝足裝置，市場上通常稱之為萬向腳，實際上大部分萬向腳的功能是通過踝關節(jié)與假腳協(xié)作實現(xiàn)的，所以在本文中我們將其視為一個整體部件，截肢者裝配這類假肢配件可以提高復雜路面的適應能力。為此，我們進行了一系列的儀器分析與臨床測試，希望通過對這些數(shù)據(jù)的分析，為萬向踝足裝置的國家標準提供數(shù)據(jù)支持。

1 資料與方法

1.1 資料

1.1.1 樣腳

挑選目前行業(yè)內(nèi)使用量較大的4種中高檔假腳，其中國內(nèi)廠家的萬向踝足作為對比測試。假腳的型號為左25或右25號，假腳樣本為：①冰島奧索低外型瑞福扭轉(zhuǎn)型飛毛腿EVO；②冰島奧索低外型萬力飛毛腿EVO；③德國奧托博克1M10可調(diào)式多軸假腳；④福瑞達萬向踝足（福建省假肢有限公司）。

1.1.2 測試對象

選擇1名男性小腿截肢者為測試者。被測試者，小腿中端截肢，殘肢條件良好，使用假肢已有15年，身心健康，能敏感地感知穿戴不同假腳的舒適度。

1.2 儀器測試

1.2.1 假腳載荷位移測試儀

由福州大學和福建省假肢有限公司合作研制的假腳專用測試設備，可以在一定范圍給予樣本固定扭力，使其跖曲、背曲、內(nèi)翻、外翻及旋轉(zhuǎn)的運動方向運動，并同時記錄樣本數(shù)據(jù)。按照國標要求萬向踝足裝置的假腳縱軸和踝關節(jié)等效中心示意擺樣（圖1）。

圖1 假腳縱軸、踝關節(jié)等效中心和踝關節(jié)等效中心線示意圖

1.2.2 測試方法：

①踝足裝置背屈跖屈變形量的測量方法：跖屈變形量,施加垂直載荷400N的壓力，記錄腳跟的壓縮變形，重復進行3次，取平均值（圖2）。背屈變形量,施加垂直載荷400N的壓力，記錄足趾上翹的壓縮變形，重復進行3次，取平均值（圖3）。②踝足裝置內(nèi)外翻的測量方法：內(nèi)翻，在額狀面上踝足裝置繞通過設定的踝足關節(jié)點的矢狀軸進行的旋內(nèi)形變，足底內(nèi)側緣升高，外側緣降低。外翻，在額狀面上踝足裝置繞通過設定的踝足關節(jié)點的矢狀軸進行的旋外形變，足底外側緣升高，內(nèi)側緣降低。繞腳縱軸沿額狀面施加50 N m彎矩，測量內(nèi)、外翻角度，重復進行3次，取平均值（圖4）。③踝足裝置內(nèi)旋外旋的測試方法：踝足裝置的足尖在水平面上旋向內(nèi)外側。在與踝軸平行的水平面上施加20N m扭矩，測量內(nèi)、外旋角度，重復進行3次，取平均值（圖5）。

圖2

圖3

圖4

圖5

1.2.3 萬向踝足裝置應具有內(nèi)外翻和內(nèi)外旋功能

按1.2.2的要求進行測試，萬向踝足裝置應能實現(xiàn)內(nèi)外翻5°以及內(nèi)外旋3°以上的活動范圍，根據(jù)不同的范圍劃分為3個功能等級，如表1所示。

表1 萬向踝足裝置內(nèi)外翻和內(nèi)外旋功能等級對照表

1.3 臨床測試

1.3.1 步行測試

測試患者在穿戴樣腳20M崎嶇路面步行、順時針和逆時針扭轉(zhuǎn)上身90°等項目，假腳在這些項目的舒適度進行評估，滿分10分。

2 結果

2.1 儀器測試結果

福扭轉(zhuǎn)型飛毛腿EVO跖曲、背曲、內(nèi)翻、外翻及旋轉(zhuǎn)的運動方向運動在跖曲、背曲、內(nèi)翻、外翻及旋轉(zhuǎn)的運動方向運動的角度最大。福瑞達萬向踝足除內(nèi)外旋方向上不理想外，其他指標都跟國際接軌，見表2。

表2 踝足裝置測試比較圖

2.2 臨床測試結果

瑞福扭轉(zhuǎn)型飛毛腿EVO得分最高，萬力飛毛腿EVO最低，兩者之間的差值比率達21.6%，見表3。

表3 踝足裝置臨床舒適度測試（分）

3 討論

通過對儀器測試和臨床測試結果的分析，發(fā)現(xiàn)瑞福扭轉(zhuǎn)型飛毛腿EVO不止在運動角度、舒適度上都有很好的表現(xiàn)。福扭轉(zhuǎn)型飛毛腿是一個獨立萬向踝的碳纖維腳板，其特殊的踝設置的扭力裝置，給予假腳更多內(nèi)外翻和內(nèi)外旋的角度，更能適應生活中的復雜路面，使得穿戴者快速接受地面回饋壓力，掌握假肢步態(tài)。單純對萬向功能來說，這款飛毛腿假腳各種數(shù)據(jù)都十分優(yōu)秀，但由于安裝獨立踝關節(jié)，占用了約40公分的安裝空間，長殘肢的病患就不能夠使用。福瑞達萬向踝足在這幾款中價格實惠，除在內(nèi)外旋角度上表現(xiàn)不理想外，是廣大普通患很好的選擇；但國產(chǎn)萬向踝足，符合國情并滿足了患者對萬向的需求，便于患者使用后更好地適應生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量。