Протезы верхних конечностей

Департамент образования города Москвы 
Государственное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования 
 
МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
Педагогический институт физической культуры и спорта 
 
Кафедра теории и методики физического воспитания и спортивной тренировки 
 
Контрольно – самостоятельная работа по материально-техническому обеспечению адаптивной физической культуры на тему: 
 
“Протезы верхних конечностей ”

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 
5 курса  
Группы АФК ОД 
Пьяных А.А. 
 
Проверил: Профессор, к.п.н. 
Разинов Юрий Иванович  
 

 

 

Москва 2014

Содержание

 Введение

1. Протезы верхних конечностей

1.1 Протезы пальцев и кисти

1.2 Протезы предплечья тяговые

1.3 Протез плеча тяговый

1.4 Применение электроники и биомеханики при протезировании

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Протезирование — комплекс медико-социальных мероприятий, направленных на возмещение анатомических и функциональных дефектов человека с помощью протезно-ортопедических средств и приспособлений. При этом главная задача протезирования — максимально возможное восстановление функций утраченного органа и возвращение человека к активной трудовой деятельности. Последнее обстоятельство имеет большое психологическое значение и влияет на сроки освоения и мастерство управления протезом.

Протезостроение — составная часть протезирования, предусматривающая изучение системы человек — техническое устройство и разработку протезно-ортопедических средств. Таким образом, протезирование и протезостроение образуют медико-технический комплекс, призванный решать вопросы подготовки пациента к протезированию, выбора конструкции протеза, его изготовления и обучения пользованию. Подробное обследование общего состояния протезируемого позволяет установить степень компенсаторной приспособляемости его организма и определить наиболее эффективные методы протезирования. При этом учитываются возраст и пол, профессиональная ориентация, местожительство, а также большое число индивидуальных антропометрических, физиологических, клинических и биомеханических характеристик. Анализ этой информации представляет сложную задачу, а ее использование во многом определяет результаты протезирования.

Протезно-ортопедическое изделие независимо от его сложности рассматривается протезистами только во взаимодействии с опорно-двигательным аппаратом человека. В этом смысле целесообразно рассмотреть протез с помощью современных научных определений и понятий. Так, если воспользоваться определениями технической бионики, то протез есть устройство, действующее по биологическим законам.

Основоположник отечественной биомеханики Н. А. Бернштейн, определяя функции протеза, предвидел необходимость оснащения его «моторами» взамен утраченных мышц («моторизованный протез») и системами очувствления. Оценивая сложность и своеобразие протезов, И. И. Артоболевский предложил дополнить классификацию механизмов новым классом механизмов, взаимодействующих с биологическим объектом.

Однако современный уровень развития, например энергетики, еще не обеспечивает восполнения утраченных мышечных ресурсов после ампутации нижней конечности малогабаритными, портативными с высокой мощностью источниками энергии, отвечающими требованиям протезирования исполнительными механизмами. Естествен вопрос, а надо ли стремиться к тому, чтобы полностью восполнить энергетические потери, неизбежные при ампутации или параличах конечностей? На этот вопрос следует ответить утвердительно, так как научные исследования показали, что у ампутированных, несмотря на огромные приспособительные возможности, возникающие перегрузки оставшихся мышц на сохранившейся и протезированной конечностях существенны и влияют на общую жизнедеятельность организма. Это предопределяет необходимость разработки протезов с использованием внешних источников энергии. Задачи проектирования и изготовления таких протезов достаточно полно решены при ампутациях сегментов верхних конечностей. Разработанные и широко внедренные в практику биоэлектрические, миотонические и пневматические протезы в значительной степени решают проблему физической и социальной реабилитации человека.

Нижние конечности человека выполняют функции опоры и движения, участвуют в ходьбе, которая является сложным коодинационным актом, находящимся под непосредственным и постоянным контролем головного мозга. На основе условно-рефлекторной деятельности складывается динамический стереотип двигательных реакций, обусловливающий функционирование нижних конечностей. Утрата нижней конечности или ее части сопровождается тяжелыми функциональными нарушениями, разрушением динамического стереотипа ходьбы. Для того чтобы восстановить утраченные функции конечности, необходимо не только построить качественный протез с максимальным учетом индивидуальных особенностей протезируемого, но и воспитать новые условно-рефлекторные связи, помочь компенсаторным приспособлениям организма образовать новый динамический стереотип ходьбы.

Следует иметь в виду, что более интенсивная работа отдельных групп мышц вызывает перегрузку всех физиологических систем человека. Поэтому одной из главных предпосылок рационального протезирования является необходимость подчинения построения протеза или ортопедического аппарата требованию минимизации энергозатрат на ходьбу. Компенсаторная перестройка мышечной деятельности должна вызывать минимально неизбежные перегрузки. Эта предпосылка является главной и определяющей при разработке основных закономерностей построения протеза или ортопедического аппарата, элементов конструкции, форм приемных гильз, расположения звеньев относительно опорно-двигательного аппарата человека.

Ампутация или заболевание меняют инерционные характеристики сегментов тела человека (массу, положение центров масс, величину моментов инерции), а ходьба характеризуется асимметрией движений. Практика протезирования показывает, что больной тем больше удовлетворен протезом, чем меньше асимметрия шага протезированной и сохранившейся конечностей. Такая предпосылка позволяет получить ряд полезных рекомендаций для построения протеза. Так появился принцип симметрии, лежащий в основе построения протезов, которому можно дать следующее толкование.

Известно, что в живом организме всегда поддерживается постоянство физико-механических величин. Например, устойчивое положение тела человека в поле гравитации обеспечивается антигравитационными автоматизмами, управляющими скелетной мускулатурой и позволяющими человеку не думать о своем равновесии. При ходьбе также проявляется действие автоматизмов, превращающих ее в динамический стереотип.

Развитие представлений о постоянстве ряда физико-механических характеристик, свойственных человеку, приводит к разработке чисто практических приемов уменьшения асимметрии при протезировании.

Ряд количественных характеристик, являющихся постоянными для большинства людей, например артериальное давление крови, ее состав, пульс, характеристика биопотенциалов сердечной мышцы и других, рассматривается как нормальный. Аналогичная норма существует и для биомеханических характеристик, которые могут быть выражены в виде чисел или нормальных кривых. Установлено, например, что радиусы инерции сегментов нижней конечности также являются постоянными величинами: радиус инерции бедра составляет 41,7% его длины, а радиус инерции голени со стопой — 62,2 % длины голени со стопой. С точки зрения теории вероятности и математической статистики все эти средние величины можно назвать биомеханическими константами, потому что они свойственны всем людям при средних квадратичных отклонениях, равных 3%. Известно большое число биомеханических констант, присущих человеческому телу. К ним относятся относительные величины размеров тела, массы его сегментов, положения центров масс, моменты инерции и др. В результате ампутации происходит потеря части массы тела, меняют свое положение центры масс, изменяются величины радиусов инерции. Казалось бы, для восстановления доампутационных условий достаточно восполнить утраченную массу в искусственной конечности. Но такая попытка не приводит к положи- тельным результатам. Более того, опыт показывает, что при других равных условиях важно добиться малой массы искусственной конечности. Какой же путь следует выбрать для уменьшения асимметрии? Здесь нам на помощь приходят методы аналитической механики и математики, позволяющие определить условия, при которых два различных тела (например, сохранившаяся и протезированная конечности) будут двигаться по одинаковым законам.

Представим себе две модели, одна из которых имитирует движение сохранившейся конечности, а другая — культи с протезом. Для характеристики движения в механике используют уравнения или системы уравнений, описывающие законы движения. Если составить такие уравнения для наших двух моделей и потребовать, чтобы законы движения их были одинаковыми (симметричное движение), то окажется, что при этом должны соблюдаться не равенства биомеханических констант обеих моделей (например, массы одинаковых сегментов), а равенства отношений определенных комбинаций из биомеханических констант. Так, например, при исследовании фазы переноса сохранившейся или протезированной нижней конечности оказалось, что одним из условий обеспечения симметричных движений при ходьбе является соблюдение следующего равенства: отношение произведения момента инерции голени на ускорение земного притяжения к произведению статического момента этого сегмента на его длину — величина постоянная и равная 0,805. Следовательно, это число и есть биомеханическая константа.

Таким образом, методы механики позволяют строить протезы, в которых соблюдение ряда количественных характеристик, выраженных через биомеханические константы, приводит к уменьшению асимметрии движений. Использование принципа симметрии в качестве основной предпосылки наряду с методами механики и математического моделирования позволило получить важные количественные закономерности, позволяющие строить функционально обогащенные протезы повышенной антропоморфности, ходьба на которых вызывает минимальные перегрузки. Эти количественные закономерности легли в основу индивидуальных схем построения протезов. Схемы можно определить как совокупность параметров, устанавливающих взаимное расположение сегментов конечности и звеньев протеза относительно друг друга и всего протеза относительно опорно-двигательного аппарата. Такое определение приводит к установлению последовательности основных этапов протезирования. Прежде всего, собирают информацию о больном: антропометрические, масс-инерционные, анатомические (в этом числе, уровень ампутации, состояние культи), половозрастные и некоторые социальные характеристики. Эта информация используется для выбора типа протеза и схемы его построения. Затем определяют форму и типоразмер приемной гильзы или ее модель (например, гипсовый негатив с культи). Далее подбирается или изготовляется приемная гильза, после чего комплектуют все необходимые узлы протеза и осуществляют его предварительную сборку к первой примерке. В процессе примерки ведется органолептическая оценка соответствия протеза человеку, выполняется дополнительное моделирование приемной полости (подгонка) и уточняется взаимное расположение узлов и деталей протеза относительно друг друга и всего протеза относительно опорно-двигательного аппарата, т. е. уточняется индивидуальная схема построения протеза. Это выполняется с помощью юстировочных средств или перемещением (линейным или угловым) сегментов протеза относительно друг друга. При примерке обязательно учитываются субъективные ощущения человека, которые анализируются врачом и техником-протезистом. Для оценки нормального функционирования системы человек — техническое устройство применяются различные аппаратурные средства. При этом можно оценить степень адаптации культи к приемной полости, например, по распределению давлений на культю; проверить кинематические характеристики ходьбы и ее асимметрию при шаге протезированной и сохранившейся конечностей (временную* структуру, межзвенные углы); проанализировать характер и величину опорных реакций, траекторию перемещения общего центра масс; измерить энергозатраты, например, методом газообмена и т. д Такая информация позволяет предварительно оценить результаты протезирования и сформулировать рекомендации по устранению недостатков в протезе, собранном для примерки. В зависимости от значимости выявленных недостатков протез направляют на вторую примерку или в отделку.

1. Протезы верхних конечностей

Протезы верхних конечностей подразделяются на четыре основные группы: косметические; функционально-косметические; активные (подразделяются на тяговые и с внешними источниками энергии), рабочие.

К первой группе относятся протезы, соответствующие естественной конечности только по внешнему виду. Такие протезы восполняют утраченную конечность по форме и могут быть использованы только для функций прижима или поддержки каких-либо предметов.

Протезы, относящиеся ко второй группе, допускают пассивные движения, приводимые внешней силой, например здоровой рукой. В таких протезах можно раздвинуть пальцы искусственной кисти, вставить рукоятку инструмента, ручку портфеля или вилку. Они также позволяют установить кисть в удобное для исполнения каких-либо действий положение, согнуть в локтевом шарнире и зафиксировать эти положения.

К третьей группе относятся протезы, механизмы которых приводятся в действие в результате движений, совершаемых той или иной частью опорно-двигательного аппарата или мышц. Например, при подъеме надплечья приводится в движение тяга, открывающая кисть, или осуществляется сгибание протеза в локтевом шарнире. К этой группе относятся также протезы, исполнительные механизмы которых приводятся в движение внешними источниками энергии (электрические аккумуляторные батареи или энергия сжатого газа). Различаются следующие виды управления: биоэлектрическое, миотоническое, контактное, а также механической выборкой тяги.

К четвертой группе относятся протезы с приемниками и различного рода рабочими насадками, предназначенными для выполнения квалифицированных бытовых и рабочих операций.

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Протезы пальцев и кисти

В соответствии с действующей классификацией определено шесть типоразмеров правых и левых протезов пальцев: три мужских и три женских.

Протез изготовляется в виде одной детали из поливинилхлоридной пасты и имеет приемную полость, заканчивающуюся сферической опорной площадкой и щелевым углублением. Кромки приемной полости в проксимальной части спущены на нет. Крепление протеза на культе обеспечивается за счет эластичности материала.

Протезирование при дефектах пальцев кисти осуществляется методом подбора, примерки и подгонки полуфабрикатов протезов в соответствии с их маркировкой и показаниями. При этом добиваются наибольшего соответствия протеза сохранившимся пальцам по форме и цвету, а также надежного удержания его на культе. Протез не должен спадать с культи под действием собственной массы при движениях пальцев и при встряхивании всей конечностью. В то же время протез должен легко надеваться, а у протезируемого не должно появляться чувство сдавливания культи. Если подобранный протез сдавливает культю, то приемную полость подгоняют по гипсовому слепку культи. Для этого культю обмазывают гипсовой массой консистенции жидкой сметаны до образования стенки толщиной 5—10 мм и после отверждения с культи снимают форму. Перед заливкой гипса в форму ее смазывают изнутри вазелином и вставляют изогнутый проволочный стержень. После отверждения гипса форму осторожно разбивают. Чтобы обеспечить натяг, необходимый для надежного удержания протеза на культе, рекомендуется перед разблоковкой протеза дополнительно обработать проксимальную часть слепка: с боковых и ладонной поверхностей слепка необходимо снять слой толщиной 1—1,5 мм и поверхность зачистить.