小腿假肢(Below Knee Prosthesis)

四、小腿假肢(Below Knee Prosthesis)

近年来国际上称为经胫假肢(Transtibial Prosthesis,缩写为TT prosthesis)

小腿假肢通常由假脚、踝关节、小腿部、接受腔及悬吊装置构成。(图1-4-4)

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图1-4-3 赛姆假肢

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图1-4-4 小腿假肢

(一)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单轴动踝脚和固定踝关节的SACH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(Single Foot)(图1-4-5)

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图1-4-5 单轴脚

单轴脚是一种动踝脚,主要机械部件是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做相对转动,从而实现假脚的跖屈和背屈。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跖屈和背屈力。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橡胶或聚胺酯材料制作的,因此称为木胶脚或聚胺酯脚。单轴动踝的主要优点是它可以允许假脚有比较大的跖屈和背屈运动。其动踝后方的跖屈缓冲块刚度较低,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跖屈、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向的受力。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(Multi-Axis Foot)通常是用一块可以允许任何方向运动的弹性块作为假肢小腿部分和脚之间的连接件,如图1-4-6所示的德国的万向脚——Greissinger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,适合于截肢者在不平路面上的行走。其缺点是结构复杂,维修需求高,价格较贵,重量也大。

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图1-4-6 万向脚

3.定踝软跟脚(Solid Ankle Cushion Heel)简称SACH脚(图1-4-7)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胺酯材料制成,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跖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。SACH脚的缺点是它不能像单轴脚一样很方便地调整脚的跖屈和背屈角度,如果鞋的后跟硬,在不平的路面上行走,穿SACH脚的稳定性不如万向脚好。随着橡胶等材料的老化,SACH脚会逐渐失去弹性,脚前部趾跖关节处也会因反复折曲而断裂。

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图1-4-7 SACH脚

4.“储能”脚(Storage Foot)(图1-4-8)

图示(https://www.daowen.com)

图1-4-8 “储能”脚
A.Seattle 脚 B.Sten 脚 C.Dynamic 脚 D.Rax 脚 E.Quantum 脚 F.Flex 脚

“储能”脚为SACH脚的变种,属于固定踝类的假脚,其样式很多。图1-4-8A表示了Seattle“储能”脚的内部结构。其最主要特征是有一个用特殊弹性材料做的脚芯,称为“龙骨”,其外面用橡胶或聚胺酯铸成脚的形状。“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的小腿部有一个助力,部分地代偿截肢者所失去的腿部肌肉的功能。“储能”脚(图1-4-8F)由碳纤材料制作,质轻、回弹性好,适合于下肢截肢运动员跑、跳运动。

(二)常用的小腿假肢

根据接受腔悬吊装置的不同,小腿假肢主要有以下几种:

1.传统小腿假肢 多用皮革、金属条或铝、木材制成。(图1-4-9)

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图1-4-9 传统小腿假肢

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图1-4-10 PTB小腿假肢

(1)接受腔:多为开放型,主要承重部位理论上为胫骨内髁、胫骨嵴两侧和残肢后面的软组织,但残肢萎缩时,残肢在接受腔内容易串动,造成与接受腔壁的摩擦,皮肤易磨破。

(2)金属膝铰链和皮上靿:安装膝铰链时应注意铰链中心与正常人体膝关节屈伸运动中的平均运动轴心相对应。大腿处的皮上靿除悬吊假肢外也承担大部分体重和稳定膝关节。缺点是皮上靿束缚大腿会引起残侧大腿肌肉萎缩和影响残肢血运,截肢者不舒适,穿脱不便。

2.髌韧带承重小腿假肢(Patellar Tendon Bearing below-knee Prosthesis)简称PTB小腿假肢。(图1-4-10)它与传统小腿假肢的区别是取消了膝关节铰链和上靿,完全由残肢承重、靠髌上环带悬吊。其接受腔都是闭合式,主要承重部位在髌韧带、胫骨内髁、胫骨前嵴两侧,腘窝和小腿后方的软组织。接受腔是用热固性树脂与增强纤维织套,通过石膏阳型真空成型而成。内衬套由软聚乙烯微孔泡沫塑料海绵制成,与残肢形状十分吻合。由于接触面积大,改善了承重功能,增加了病人支配假肢的能力和稳定性。另外,取消了金属膝铰链和上靿,减轻了假肢重量,方便了穿脱,并避免了大腿肌肉萎缩和影响残肢血运。PTB小腿假肢适用于小腿中段截肢者使用,不适用于膝关节过伸或伴有异常活动的截肢者。

在PTB假肢基础上已派生出PTES和KBM假肢。主要特点是悬吊上与PTB假肢不同。

3.包膝式小腿假肢(Prosthese Tibiale Emboitage Supra Condylien)也被简称为PTES小腿假肢(图1-4-11)。特点是接受腔前缘侧缘高,包容了髌骨和股骨内外髁。于膝关节屈曲位穿假肢,依靠髌骨上缘和股骨内外髁悬吊假肢,适用于短残肢。主要承重部位同PTB假肢。缺点是屈膝90°时接受腔前缘支裤子,影响外观,不适合于女性。

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图1-4-11 PTES小腿假肢

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图1-4-12 KBM小腿假肢

4.髁部插楔式小腿假肢(Kondylin Bettung Munster below-knee prosthesis)简称KBM小腿假肢(图1-4-12)。KBM小腿假肢首先应用于德国明斯特矫形外科医院。其特点是接受腔内、外侧缘高至股骨内、外髁上方,内上壁有一可拆卸的楔形板,扣住内髁。依靠包容股骨内、外髁的接受腔上缘悬吊假肢。主要承重部位同PTB假肢。KBM假肢适用于小腿中段截肢或残肢短于膝关节间隙下11cm的病人。

5.全面承重型小腿假肢(Total Surface Bearing below-knee prosthesis)简称TSB小腿假肢。其特点是接受腔是封闭式的,与残肢全面接触、全面承重。这样不但扩大了承重面积,而且可以预防由于残肢末端不接触、不承重,长期使用假肢后由于负压作用常引起的残端水肿。另外全面承重型小腿假肢也提高了悬吊假肢的性能。

6.PTK小腿假肢(Prosthese Tibiale Kegel)这是对KBM小腿假肢接受腔的改进。其特点是接受腔内衬套做成整体包膝式,接受腔的两侧壁向上紧紧抱住股骨内、外侧髁,但在髌骨处开槽。两侧壁做成稍有弹性以便于残肢的穿入。其承重和悬吊功能同KBM小腿假肢。