Колінні вузли

Колінні вузли для протезів — один із найважливіших елементів штучного стегна. Він відповідає за природне згинання й розгинання кінцівки при кожному кроці. Коли його підібрано невдало, людина відчуватиме дискомфорт, швидше втомлюватиметься, а в гіршому випадку — ризикуватиме впасти.

Колінний вузол встановлюють у модульних стегнах. Він виконує дві головні задачі ― дозволяє вільно рухати штучним коліном під час ходьби та надійно фіксує його, як це стає потрібно. Завдяки цьому людина може спокійно сідати, вставати, підійматися сходами чи просто йти рівною дорогою.

Переваги сучасних колінних механізмів

Сьогодні колінні механізми суттєво відрізняються від своїх попередників. Раніше вони були просто опорою для пересування. Зараз вже дозволяють вести активне життя без постійного страху спіткнутися чи впасти. Розглянемо головні переваги детальніше.

• Плавність і природність рухів. Сучасні рішення імітують біомеханіку справжнього колінного суглоба. Це означає, що нога згинається й розгинається без ривків, а хода виглядає максимально природно. Для користувача це важливо не лише з естетичного боку — плавні рухи потребують менше зусиль. Ви просто йдете, не думаючи про кожен крок, як це було б зі старими моделями.
• Зниження навантаження на здорову кінцівку. Якщо все працює правильно, Ви автоматично розподіляєте вагу більш рівномірно. Здорова кінцівка перестає компенсувати недоліки штучної — а це означає менше втоми наприкінці дня, менший ризик болю в попереку чи кульшовому суглобі. Особливо це відчувають люди, котрі багато часу проводять стоячи.
• Регулювання швидкості та сили кроку. Люди не ходять постійно в єдиному темпі. Вранці доводиться поспішати на автобус, увечері можна неквапливо прогулюватися парком, а іноді навіть доводиться бігти аби встигнути перейти дорогу на зелене світло. Сучасні штучні коліна навіть можуть адаптуватися до різних швидкостей. У будь-якому разі Ви отримуєте свободу рухатися так, як Вам зручніше.
• Можливість індивідуального налаштування під користувача. Кожна людина має свої особливості ― зріст, вагу, звички при ходьбі. Сучасні моделі дозволяють заздалегідь лікарям точно налаштувати параметри виробу під конкретного користувача. Наприклад, для літньої людини, яка переважно ходить по рівній поверхні, налаштування будуть одні. А для молодого спортсмена, що планує бігати чи кататися на велосипеді, — зовсім інші.
• Підвищена безпека під час стояння й руху. Падіння — один із найбільших страхів для людини з штучним суглобом. Сучасні моделі мають системи блокування, що не дають коліну так легко згинатися під навантаженням. Деякі оснащені датчиками, котрі миттєво реагують на нерівності поверхні, раптову зміну положення тіла. Це особливо важливо на сходах, похилих поверхнях, слизькій підлозі — там найчастіше трапляються неприємності.

Види колінних вузлів для протезів кінцівок

Ринок пропонує десятки моделей колінних вузлів для протезів, і, на перший погляд, у цьому різноманітті легко загубитися. Насправді всі вони класифікуються за кількома основними параметрами: кількістю осей обертання, типом керування рухом та рівнем технологічності.

Кількість осей

Вісь — це точка, навколо якої обертається протезний модуль. Від кількості таких точок залежить, наскільки природно рухатиметься штучне коліно і як воно поводитиметься в різних ситуаціях. За цим параметром виділяють дві великі групи.

Одноосьові (моноцентричні)

Влаштовані максимально просто — за принципом звичайної дверної завіси. Є одна точка обертання, навколо якої верхня частина коліна рухається відносно нижньої. Вони легкі, надійні й недорогі.

Вони часто обирають для дитячого протезування. Діти швидко ростуть, і протез доводиться міняти кожні рік-два. Немає сенсу купувати складний дорогий виріб, що невдовзі стане замалим.

Однак є й обмеження. Такий модуль не має вбудованої системи контролю рівноваги — користувач повинен самостійно напружувати м’язи кукси й стегна аби утримувати баланс. Крім того, базові одноосьові моделі розраховані на ходьбу з однією постійною швидкістю. Як доведеться швидко прискоритися або сповільнитися, механіка не підлаштується.

Ситуація змінюється, як цей вузол доповнюють гідравлічною чи пневматичною системою. Тоді з’являється можливість варіювати темп ходьби — повільніше на прогулянці, а під час поспіху швидше.

Поліцентричні

Замість однієї осі тут працюють кілька (до семи) точок опори, що дозволяє коліну згинатися по траєкторії, максимально наближеній до природного руху. Уявіть ― ось Ви робите крок, справжнє коліно не просто згинається — воно виконує складний рух по дузі. Це імітує поліцентрична вісь.

Головна перевага — можливість тонкого налаштування. Тут можна зробити так, що на початку кроку вузол був максимально стабільним, а в момент перенесення ваги вперед — легко й плавно згинався. Це особливо цінно для людей із короткою куксою ― їм складніше контролювати увесь виріб.

Більшість поліцентричних вузлів поєднуються з гідравлікою або пневматикою. Завдяки цьому Ви можете вільно змінювати швидкість ходьби, не відчуваючи дискомфорту чи нестабільності.

Тип конструкції

Окрім кількості осей, штучні коліна розрізняються за принципом роботи. Одні просто фіксуються в потрібному положенні, інші реагують на рух механічно, а найскладніші використовують повітря чи рідину для плавного контролю.

Замкові (з блокуванням)

Вони існують для ситуацій, коли людина фізично не може контролювати згинання коліна. Наприклад, кукса занадто коротка, м’язи ослаблені після тривалої хвороби, або є проблеми з рівновагою.

Принцип простий ― під час ходьби коліно зафіксоване у випрямленому положенні й не згинається взагалі. Як потрібно сісти — треба все вручну розблокувати. Встаємо — знову замкнути.

Авжеж, хода виглядає менш природно — доводиться обводити цілу стопу півколом при кожному кроці. А як спіткнетеся, заблоковане коліно не дасть змоги згрупуватися чи обрати напрямок падіння.

Ми зазвичай призначаємо замкові моделі лише тоді, коли інші варіанти справді не підходять. Це вибір для користувачів із низьким рівнем активності, для яких у пріоритеті — максимальна стабільність, а не природність ходи.

Механічні

Це класика протезування. Жодної електроніки, складних систем — тільки надійне шарнірне з’єднання з пружинами чи еластичними елементами. Тут забезпечується базова стабільність. Коліно тримає одне положення при стоянні, згинається при русі. Але вся робота з балансуванням лягає на людину. Потрібно навчитися правильно переносити вагу, контролювати кут згинання, відчувати момент, в який можна відштовхуватися від землі.

Це рішення радимо використовувати як перший протез після ампутації. Вони допомагають освоїти базові навички ходьби, зрозуміти принципи роботи, зміцнити м’язи. Пізніше, коли Ви набудете впевненості, можна перейти на складніший варіант. Також це хороший вибір для людей із помірною активністю, яким не потрібні додаткові функції.

Пневматичні

Використовують силу стисненого повітря для контролю руху. Усередині є циліндр із поршнем — схоже на велосипедний насос. Як згинається коліно, поршень стискає повітря в камері. Розгинається — повітря виштовхує поршень назад.

На практиці отримується таким чином плавність і можливість змінювати темп. Ви йдете повільно — повітря перетікає з однієї частини камери в іншу без опору. Прискорюєтесь — тиск зростає, і все автоматично підлаштовується під новий ритм.

Пневматика особливо корисна у фазі опори. Вона створює додатковий опір, який не дає коліну несподівано зігнутися під вагою тіла.

Гідравлічні

Працюють за тим самим принципом, що й пневматичні, але замість повітря використовують рідину — зазвичай силіконове мастило. Усередині є камери, з’єднані між собою, та поршень для переміщення рідини з одного відділу в інший.

Чому рідина? Вона не стискається, на відміну від повітря, тому рух виходить більш передбачуваним і контрольованим. Уявіть різницю між тим, як натискаєте на велосипедний насос (там повітря «пружинить») і як витискаєте крем із тюбика (рідина рухається рівномірно). Приблизно так само відрізняється відчуття при ходьбі.

Швидкість перетікання мастила регулюється спеціальними клапанами. Більше відкриті клапани — легше й швидше згинається коліно, більше закриті — з’являється додатковий опір. Це дозволяє комфортно переходити від повільної прогулянки до швидкого кроку без відчуття, що нога «не встигає» або, навпаки, «вилітає» вперед.

Мікропроцесорні (біонічні)

Це вершина сучасного протезування. По суті, це та сама гідравлічна система, але з «мозком»: вбудованим комп’ютером, який керує роботою ноги в режимі реального часу.

У коліні та стопі розміщені датчики, які постійно збирають інформацію ― під яким кутом зігнута нога, яке навантаження на неї припадає, з якою швидкістю Ви рухаєтесь, чи рівна поверхня землі. Мікропроцесор аналізує ці дані й миттєво регулює клапани гідравлічної системи — відкриває або закриває їх, змінюючи опір.

Вам тут не потрібно думати про техніку ходьби. Вийшли з дому звичайним кроком, побачили автобус — прискорились, зайшли в магазин — сповільнились біля полиць. Коліно само підлаштовується під кожну ситуацію.

Окрема перевага — функція відновлення після спотикання. Ось Ви зачепилися за бордюр чи нерівність ― звичайний протез просто зігнеться і Ви ризикуєте впасти. Біонічне коліно розпізнає небезпечну ситуацію за частки секунди й автоматично блокується, даючи Вам час відновити рівновагу. Такий підхід краще справляється зі сходами, схилами та нерівним ґрунтом — датчики «відчувають» зміну поверхні й адаптують рухи ще до того, як Ви це усвідомите.

Рівні мобільності

Перш ніж обирати колінний вузол для протеза кінцівок, важливо визначити рівень мобільності користувача. Це все визначає протезист разом із реабілітологом на основі Вашого фізичного стану, способу життя та цілей. Розділяють три рівні:

1. Пересування в приміщенні з опорою. Людина ходить переважно вдома ― від ліжка до кухні, до ванної кімнати, іноді виходить на балкон. Швидкість невисока, відстані короткі, і майже весь час потрібна додаткова опора — тростина, ходунки або меблі поруч.
2. Вільне пересування вдома та обмежене на вулиці. Ви впевнено ходите по квартирі без сторонньої допомоги, можете вийти до магазину чи аптеки неподалік. Спроможні подолати невисокий бордюр, піднятися на кілька сходинок, пройти по нерівному асфальту — але все це потребує концентрації. Довгі прогулянки втомлюють, швидко ходити складно.
3. Активне життя без суттєвих обмежень. Ви ходите скільки потрібно, змінюєте темп від повільного до швидкого, долаєте сходи, схили, бруківку, ґрунтові доріжки. Можете працювати, займатися спортом, подорожувати. Обмеження мінімальні й майже не впливають на повсякденне життя.

Як вибрати колінні вузли для протезування?

Підбір колінного вузла — справа суто індивідуальна. Тут не працює принцип «моєму сусіду підійшло — і мені підійде». Те, що ідеально для одного користувача, може бути абсолютно незручним для іншого. Ось що враховують протезисти під час підбору колінних вузлів для протезування:

• Тип ампутації та довжина кукси. Коротша залишкова частина стегна означає потребу у компактнішому вузлі. Інакше протез вийде занадто довгим, і Ви кульгатимете. Крім того, від довжини кукси залежить, скільки важелів у Вас є для керування — а отже й котрий з видів штучної кінцівки Ви зможете контролювати.
• Вага та статура користувача. Кожне штучне коліно має обмеження по вазі — зазвичай від 100 до 150 кг. Якщо Ви важите 90 кг, виріб на 100 кг формально підійде, але запас міцності буде мінімальним. Краще обрати модель із більшим допуском — і безпечніше, і прослужить довше.
• Фізична активність та діяльність. Ваш спосіб життя — головний орієнтир при виборі. Якщо Ви переважно перебуваєте вдома й виходите лише до лікаря — достатньо простого механічного або замкового вузла. Працюєте в офісі, гуляєте містом, їздите громадським транспортом — варто розглянути пневматику або гідравліку. Для найбільш активного чи фізично важкого життя знадобляться вже спеціалізовані вузли преміум-класу з розширеним функціоналом.
• Темп та швидкість ходьби. Одні люди рухаються завжди в одному ритмі, інші постійно прискорюються й сповільнюються. Якщо Ви належите до других — Вам потрібен вузол, який адаптується до змін темпу. Гідравлічні та мікропроцесорні моделі роблять це автоматично.
• Тип місцевості та поверхонь. Живете в новобудові з ліфтом і рівними тротуарами навколо — одна ситуація. Мешкаєте у старому районі зі сходами, бруківкою та вічними ямами на дорогах — зовсім інша. Для складного рельєфу потрібен точний контроль згинаннями й розгинаннями, інакше кожен бордюр перетвориться на перешкоду.
• Потреба у водостійкості. Плануєте ходити на пляж, у басейн, просто не хочете ховатися від дощу? Тоді звертайте увагу на моделі з водонепроникним корпусом. Звичайні вироби подібного типу швидко виходять з ладу від води — корозія, пошкодження електроніки, проблеми зі змащенням.
• Стан здоров’я та фізична форма. Сильні м’язи, хороша координація, здорове серце — можете освоїти навіть складний виріб. Але при наявності захворювань, слабкості, проблем з рівновагою краще обрати простіші рішення, котрими легше керувати. Надто «розумна» нога у такому випадку тільки заважатиме.

Як відбувається протезування колінного механізму в Україні?

Процес отримання колінних вузлів в Україні складається з кількох послідовних етапів, кожен із яких наближає Вас до повернення вільної ходьби.

1. Консультація. Все починається з розмови. Фахівець розпитає про Ваше повсякденне життя: де працюєте, як проводите вільний час, чи є сходи вдома, чи потрібно кудись їздити. Також важливо озвучити свої очікування — чого хочете досягти.
2. Діагностика. Далі — огляд і вимірювання. Оцінюється стан кукси, її довжина та форма, сила м’язів, рухливість у кульшовому суглобі. Визначається Ваша поточна мобільність та реабілітаційний потенціал — тобто чого реально можна досягти з тренуваннями.
3. Рекомендації. На основі всієї зібраної інформації Вам запропонують кілька варіантів колінних механізмів для протезів — зазвичай два-три. Фахівець пояснить переваги й недоліки кожного, розкаже про вартість і допоможе обрати оптимальне рішення під Ваші потреби та бюджет.
4. Тестування. За наявністю можливості, Вам дадуть спробувати обраний виріб у складі тимчасового рішення. Це альтернатива тест-драйву автомобіля перед покупкою — Ви зможете відчути майбутню ходьбу, чи зручно Вам так рухатися, чи все відповідає Вашим очікуванням.
5. Підгонка та налаштування. Як протез виготовлено, починається тонке налаштування. Коліно регулюють під Вашу вагу, манеру ходьби, темп. Цей етап може зайняти кілька візитів — і це нормально. Краще витратити час на початку, ніж потім мучитися.
6. Навчання. Нарешті, Вас навчать правильно користуватися новим коліном ― як ходити, сідати, доглядати, чого уникати. Наприклад, якщо у Вас гідравлічний вузол — пояснять, як часто перевіряти рідину. Якщо мікропроцесорний — як заряджати батарею і що робити при розряді в незручний момент.