鎖定動(dòng)作使假體更輕更可靠

瑞典Kinna- 當(dāng)他的女兒在6歲時(shí)因截肢而失去一條腿時(shí)，F(xiàn)inn Gramnas很快就了解到傳統(tǒng)假肢的低效率。他發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)人都笨重而笨拙。為了與它們一起行走，用戶通常采用特殊的步態(tài)跳躍兩步，每個(gè)步驟的好腿與假肢。Gramnas注意到，對(duì)于大多數(shù)截肢者而言，步行是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。走下坡，下樓梯更加困難。更積極的努力 - 例如跑步 - 幾乎是不可能的。

現(xiàn)在 - 七年后 - 芬恩格拉姆納斯相信他已經(jīng)找到了解決這些問題的方法。他的假肢膝蓋設(shè)計(jì)使得截肢者可以做許多以前掙扎過的事情。它被稱為全膝關(guān)節(jié)幾何鎖定系統(tǒng)，它比其他設(shè)計(jì)提供更大的靈活性和穩(wěn)定性，同時(shí)重量?jī)H為競(jìng)爭(zhēng)液壓設(shè)備的一半。

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新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是幾何本身具有更高的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)采用三個(gè)主要部件：鋁制底盤;液壓頭;和三角形平衡塊。當(dāng)用戶在膝蓋前方或后方移動(dòng)他或她的重心時(shí)，平衡塊控制膝蓋的動(dòng)作。

為了實(shí)現(xiàn)該控制，塊在用戶行走時(shí)傾斜。當(dāng)它向后傾斜時(shí)，它會(huì)將底部鏈環(huán)鎖定在機(jī)箱底部的位置。在鎖定底部連桿的情況下，使用者可以將體重加載到假肢上而不用擔(dān)心膝蓋彎曲。“當(dāng)你將腳后跟放在地板上并且你的腿在你面前時(shí)，你處于膝蓋很容易塌陷的關(guān)鍵位置，”Gramnas說。他說，在走下山坡或一套樓梯時(shí)尤其如此。

為了解決這種情況，Gramnas選擇了一種依賴于幾何形狀而不是摩擦力或液壓力的鎖定機(jī)構(gòu)。“因?yàn)樗菐缀捂i定功能，它永遠(yuǎn)不會(huì)磨損，”他解釋道。據(jù)報(bào)道，新設(shè)計(jì)還提供了優(yōu)于摩擦制動(dòng)器的性能優(yōu)勢(shì)，摩擦制動(dòng)器可在膝蓋彎曲時(shí)嚙合。相反，幾何系統(tǒng)僅在腿部筆直時(shí)鎖定。

通過在底盤底部增加聚氨酯緩沖器，Total Knee可以像人腿一樣抵抗沖擊應(yīng)力：當(dāng)腳后跟撞擊地面時(shí)彎曲一點(diǎn)。保險(xiǎn)杠可以根據(jù)患者的體型采用各種硬度，可以減輕硬停的打擊。在這種情況下，底部連桿在到達(dá)其運(yùn)動(dòng)范圍的末端時(shí)壓靠在保險(xiǎn)杠上。以這種方式，保險(xiǎn)杠吸收否則將傳遞到使用者的腿部和臀部的沖擊。

然而，平衡塊的重要性超出了鎖定功能。當(dāng)使用者彎曲膝蓋時(shí)，平衡塊向后傾斜，使膝蓋彎曲多達(dá)160度。這對(duì)于要求使用者將膝蓋彎曲超過90度的積極努力(例如跑步或騎自行車)尤其重要。對(duì)于腿部直接在膝蓋以上進(jìn)行估算的用戶來說，這也是特別重要的。對(duì)于那些截肢者，傳統(tǒng)的假肢通常將膝蓋的柔韌性限制在大約90度。

為了進(jìn)一步提高Total Knee的性能，Gramnas還賦予其三相封裝的液壓阻力運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。這種位于膝蓋頂部的旋轉(zhuǎn)齒條齒輪系統(tǒng)可以控制從慢速行走到跑步的腿部速度。Total Knee提供從0到60度的低阻力和從60度到完全彎曲的更高阻力，防止膝蓋向后擺動(dòng)太高并且“在后面踢用戶”。要建立這種控制，

由此產(chǎn)生的系統(tǒng)不僅比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)提供更高的穩(wěn)定性和靈活性，還顯著降低了整體單位重量。在620克，據(jù)說總膝蓋的重量約為典型液壓系統(tǒng)的一半。Gramnas說，該系統(tǒng)體積小，重量輕，可供女兒穿著。

使用Total Knee，Gramnas的女兒和其他截肢者現(xiàn)在可以騎自行車，跑步，輕松地走下山坡和樓梯。“我希望該設(shè)備體積小，重量輕，并且具有安全的鎖定機(jī)制，可以無故障地運(yùn)行，”他說。“多年來，在完善這項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí)，我認(rèn)為我們已經(jīng)完成了這項(xiàng)工作。”