Протезные компоненты включают в себя гильзу, подвеску и систему(ы) управления: шарниры и конечность. Существует много разных вариантов протезов, но конструкция каждого из них направлена на достижение стабильной, удобной посадки. Протезист помогает пользователям выбрать тип протеза и дополнительные функции, необходимые для достижения их целей. Например, протезы могут быть спроектированы для общей ежедневной подвижности, для конкретных видов деятельности, таких как плавание, или для жестких контактных и соревновательных видов спорта, таких как бег. Физические и когнитивные способности пациента и его толерантное отношение к приспособлению важны при первоначальном выборе компонентов протеза.
Протезы конечностей бывают экзоскелетными или эндоскелетными.
Экзоскелетные протезы имеют жесткую внешнюю пластиковую конструкцию в виде конечности. Они закреплены постоянно и не регулируются. Экзоскелетные протезы более долговечны и предпочтительны, прежде всего, в тех случаях, когда протез может подвергаться воздействию суровых условий окружающей среды, например, ударным нагрузкам во время физического труда или разрушающим факторам.
Эндоскелетные протезы имеют центральную внутреннюю скелетную структуру, включающую модульные компоненты и соединения, обеспечивающие регулировку угла во всех трех плоскостях и облегчающие удаление поврежденных компонентов. Эндоскелетная система часто покрыта мягким материалом в форме конечности и синтетической оболочкой, нанесенной поверх анатомической формы.
(См. также Обзор протезов конечностей [Overview of Limb Prosthetics])
Протезы верхних конечностей
Рука имеет важное психосоциальное значение. Ампутация может повлиять на самовосприятие и/или личность человека и оказать значительное влияние на взаимоотношения с другими людьми и карьеру. Необходимо рутинно предлагать психологическое консультирование.
Человеческая рука имеет сложное строение, и часто необходимы два разных протеза, чтобы обеспечить оптимальное функционирование для обычной повседневной деятельности, а также для специфических видов деятельности.
Основные виды протезов для верхних конечностей:
Существует 5 основных типов протезов для замены верхних конечностей:
Пассивные протезы
Тяговые протезы
Миоэлектрические протезы с внешним питанием
Гибридные протезы
Протезы для определенных видов деятельности
Пассивные протезы помогают в балансе, стабилизации предметов (например, бумаги при письме) или культурно-оздоровительной/профессиональной деятельности. Они выглядят как естественные конечности, являются самыми легкими и дешевыми, однако они не обеспечивают активного сжимания рук.
Протезы с приводом от тела назначаются наиболее часто, поскольку они, как правило, дешевле, более долговечны и требуют меньшего обслуживания. Жгутно-кабельная система позволяет подвешивать протез и фиксировать движение лопатки и плеча для управления крюком, кистью или локтевым шарниром. Некоторые системы используют противоположную руку для запуска одной конкретной функции. Один конец ремня обхватывает противоположную руку в подмышечной впадине, а другой конец соединяется с кабелем, который управляет терминальным устройством (крючком, кистью или специальным устройством для выполнения определенной функции). Люди, занятые физическим трудом, обычно предпочитают этот тип протеза.
Миоэлектрические протезы с внешним питанием обеспечивают активное движение кисти и шарниров без необходимости движения лопатки, плеча или туловища. Датчики и другие входные сигналы определяют движение мышц культи или верхней части тела и управляют приводными механизмами, что обеспечивает большую силу захвата, чем в протезах с приводом от тела.
Гибридные протезы обычно назначаются при высоких ампутациях верхних конечностей. Они сочетают в себе специфические характеристики мощности тела и мощности миоэлектричества, например, локтевой шарнир с питанием от тела может сочетаться с кистью или терминальным устройством с внешним питанием.
Протезы для специфичных видов деятельности предназначены для участия в мероприятиях, которые в противном случае повредили бы культю пациента или обычный протез, или когда обычный протез не функционировал бы эффективно. Эти протезы часто включают в себя интерфейс со специальной конструкцией, гильзу, систему подвески и оконечное устройство. Оконечные устройства для специфичных видов деятельности могут позволить пациенту взять молоток и другие инструменты, клюшку для гольфа или бейсбольную биту или держать бейсбольную перчатку. Другие могут помочь в различных определённых видах деятельности (например, плавание, рыбалка). Эти устройства могут функционировать пассивно или могут контролироваться пациентом.
Протезы части руки
Частичная ампутация кисти ранжируется от ампутации одного или нескольких пальцев рук до запястно-пястных. Сгибание и разгибание запястья при этом обычно сохраняются. С использованием механического или внешнего питания возможно выполнить функциональное ортопедическое протезирование всей руки или одного или нескольких отсутствующих пальцев. Захват и сжатие часто могут быть выполнены с помощью противопоставления некоторой комбинации настоящих и протезных пальцев.
Протезы при экзартикуляции лучезапястного сустава
При экзартикуляции лучезапястного сустава удаляют все запястные кости, вследствие чего утрачивается возможность сгибать или разгибать запястье. Пронация и супинация чаще всего сохраняются. Можно использовать протез кисти, крючок или специальное оконечное устройство. Можно использовать пассивные протезы, получающие питание от тела или от внешнего источника (миоэлектрические).
Протезы ниже локтевого сустава
Трансрадиальная/локтевая ампутация может быть длинной (2/3 или более от исходной длины кости), средней (от 1/3 до 2/3 от исходной длины) или короткой (≤ 1/3 от исходной длины). Ампутации, проведенные на длинных и средних уровнях, могут сохранять некоторую пронацию и супинацию. Могут использоваться пассивные протезы, протезы с питанием от тела или от внешнего источника.
Экзартикуляция локтевого сустава и надлоктевые протезы
При экзартикуляция локтя и протезировании выше локтя необходим механический локоть. В протезах при экзартикуляции локтевого сустава обычно используется сила тела для сгибания локтевого шарнира (сила тяжести разгибает локтевой шарнир) и миоэлектрическое управление оконечным устройством. Две наружные локтевые петли прикреплены к внешней части пластиковой гильзы. Существует множество комбинаций локтевых и контрольных систем.
Экзартикуляция плеча и межлопаточные/переднезадние протезы
В протезах при экзартикуляции плечевого сустава и межлопаточных протезах первостепенное значение имеют теплоотдача, распределение веса и комфорт. Контактная поверхность может состоять из жесткой или гибкой пластмассы, или гелевого амортизационного материала, такого как силикон. Наиболее функциональные протезы для этих уровней ампутации, как правило, включают в себя миоэлектрический контроль одного или нескольких суставов и функционирование кисти.
Протезы нижних конечностей
Существует множество вариантов и опций для протезов нижних конечностей - 350 различных систем стопы/голеностопного сустава и 200 различных коленных суставов. Человек с ампутированными конечностями и протезист оценивают различные компоненты шарниров и стоп, чтобы определить, какой из них обеспечивает оптимальный баланс, безопасность, функциональность и эффективность походки. Выбор может измениться во время процесса подбора, когда биокинематическая оценка определяет оптимальную эффективность походки.
Большинство протезов нижних конечностей являются эндоскелетными, поскольку они обеспечивают постоянную регулировку биомеханического центрирования. Это позволяет протезисту усовершенствовать кинематику компонентов протеза стопы, голеностопного сустава и колена с учетом центра тяжести, сводя к минимуму энергетические затраты на ходьбу.
Протез голеностопного сустава и стопы может включать гидравлические системы, которые гасят ударные нагрузки, некоторые протезы автоматически подстраиваются под изменения темпа ходьбы. Системы голеностопного сустава и стопы, управляемые микропроцессором, регулируют функции в режиме реального времени на основе пользовательского ввода и/или условий окружающей среды. Некоторые из них являются пассивными механизмами, другие обеспечивают активное движение, что значительно снижает потребность в энергии, затрачиваемой на ходьбу. Осевое или горизонтальное вращение, потерянное вследствие ампутации выше уровня голеностопа, можно заменить эндоскелетными торсионными узлами. Эта функция особенно полезна для игроков в гольф. Пациенты, которые носят обувь с разной высотой каблука (например, ковбойские сапоги, высокие каблуки), могут выбрать протез голеностопа, который приспосабливается к разной высоте. Однако протезы стоп с регулируемой высотой каблука могут не обеспечивать достаточного динамического функционирования.
Системы протезов коленного сустава могут быть пассивными пневматическими или гидравлическими системами с одноосевыми или многоосевыми шарнирами. Доступны микропроцессорные коленные системы.
Системы спортивных протезов стопы и колена помогают пациентам достичь высочайшего уровня физической работоспособности. Некоторые системы эффективны для многих видов спорта и отдыха. Прочие предназначены для определенных событий (например, спринт, бег на длинные дистанции, катание на лыжах, плавание). Бег более труден для пациентов, имеющих ампутацию выше колена, чем ниже колена. Гильза и подвеска более важны для спортсменов. Мышечная атрофия и колебания объема жидкости чаще встречаются у спортсменов и требуют более частой корректировки гильз.
Протезы части ноги
При таких частичных ампутациях стопы, как трансметатарзальная, по Лисфранку, Шопару и Бойду, сохраняется нормальная длина конечности, а на культе стопы находится естественная чувствительная опорная поверхность. Многие пациенты могут стоять и ходить на короткие расстояния без протеза. Пациенты с частичной ампутацией стопы тратят меньше энергии на ходьбу, чем пациенты с ампутацией более высокого уровня.
Силиконовый протез типа «башмачок» обеспечивает легкое движение лодыжки и простое передвижение на малой и средней скорости. Для более активной деятельности (например, быстрой ходьбы, бега, подъема по лестнице и пандусам) пациенты могут использовать полужесткую пластиковую гильзу, которая облегает оставшуюся часть стопы и голеностоп и достигает нижней границы надколенника.
Протезы для экзартикуляции голеностопа по Сайму
При экзартикуляции голеностопного сустава по Сайму сохраняется толстая подушка ткани пятки, которая обеспечивает способность удерживать вес. Хотя длина конечности сокращается на 7–9 см, пациенты обычно могут стоять и ходить на короткие расстояния без протезов (например, переместиться на кровать или стул и обратно, пройтись в соседнюю комнату). Существует несколько протезных систем стопа/лодыжка.
При модифицированной ампутации по Сайму уменьшается типичный луковицеобразный конец кости путем опила выступов большеберцовой и малоберцовой лодыжек. Эта модификация упрощает подбор протеза и ведет к уменьшению громоздкости голеностопного сустава.
Транстибиальные (ниже колена) протезы
У пациентов с правильно подобранным и подогнанным ниже колена протезом может сохранятся высокая функциональность, часто без видимого нарушения походки. Способность передвигаться и функции ограничены в основном предоперационным состоянием пациента и сопутствующими послеоперационными состояниями. При ампутации, во время которой длина культи сохраняется на уровне > 9 см (чуть ниже бугорка большеберцовой кости), оставляют вставку четырехглавой мышцы, которая обеспечивает лучшую функциональность, чем при ампутации через колено или выше колена.
Гильза с общей опорной поверхностью с основной гибкой гильзой и полужесткой опорной гильзой с вакуумным управлением объемом и подвеской повышает комфорт, возможность соединения и симметрию походки. Вакуум достигается с помощью механического или электрического насоса. Доступны и другие способы крепления протезов конечностей, которые могут быть эффективно использованы. Протезист и пациент оценивают различные компоненты стопы/голеностопного сустава, чтобы определить компоненты, обеспечивающие оптимальный баланс, стабильность и плавность походки.
Коленная экзартикуляция и трансфеморальные (выше коленного сустава) протезы
Ампутация с вычленением коленного сустава имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с трансфеморальной ампутацией. При вычленении коленного сустава сохраняются бедренные мыщелки и повышается способность выдерживать нагрузку дистальными участками, что уменьшает давление и поперечную нагрузку на культю и улучшает проприоцепцию. Недостатком является то, что центр вращения протеза не будет совпадать с центром вращения контралатерального колена, что влияет на его функцию и внешний вид – в положении сидя одно колено выступает вперед по сравнению с другим. Альтернативой является использование протеза с прикрепленными к внешней стороне гильзы медиального и латерального коленных шарниров, что может обеспечить более оптимальный центр вращения, однако увеличивает ширину протеза и затрудняет подбор одежды.
Конструкции гильзы при трансфеморальной ампутации и экзартикуляции коленного сустава могут быть жесткими, жесткими с гибкими панелями для расширения мышц или регулируемыми для приспособления к нормальным суточным колебаниям объема. Система подвески может включать в себя механический ремень, встроенную ось подвески, насос или вакуумное крепление. Пациенты и протезисты должны оценить различные системы протезов колена и стопы/голеностопного сустава для достижения оптимального баланса, стабильности и подвижности.
Экзартикуляция бедра и протезы после гемипельвэктомии
Два процента (2%) всех ампутаций производятся на этих уровнях, поэтому немногие протезисты и физические терапевты имеют опыт работы с такими пациентами. Вес подобного протеза значительно больше, чем любого другого, а также он требует большего внимания к посадке гильзы и подвески протеза. Даже при наличии оптимального протеза скорость ходьбы вдвое меньше, чем у людей без видимых нарушений, а расход энергии на 80% выше. В связи с трудностями, долгосрочная приемлемость протезов при ампутации на этом уровне колеблется от 35 до 45%. Необоснованные ожидания увеличивают количество отказов. Успешные результаты зависят от реалистического понимания пациентами проблем и ограничений, степени их мотивации, силы мышц туловища, баланса и координации, а также их способности удерживать 100% массы тела на культе, оставшейся после ампутации.
