Тезисы IV Международного конгресса "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине".

При цитировании или перепечатывании ссылка обязательна.

Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/congress2006/abs-p203.htm

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАВИТАЦИИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОТРАТ ПРИ ХОДЬБЕ НА АНТРОПОМОРФНЫХ ПРОТЕЗАХ ТИПА «РОЛЛИНГ»

Питкин М.Р.

Тафтский Университет, Бостон, США

E-mail: mpitkin@tufts-nemc.org

Исходная посылка работы состоит в рассмотрении ходьбы, как хорошо организованной последовательности падений, когда многие двигательные задачи выполняются силой тяжести и реакциями опоры, уменьшая необходимость в активном управлении.

В протезостроении преимущества баллистического моделирования ходьбы с целью возможного снижения энергозатрат инвалида не использовались. Обоснование необходимости применения теории баллистической ходьбы в протезостроении изложено в работе [1]. В настоящей работе представлены антропоморфные протезы нового поколения типа «Роллинг» [2]. Антропоморфность указанных протезов атрибутируется с целенаправленным восстановлением баллистической синергии ходьбы, отвечающей за остановку падения центра масс тела и создания толчкового импульса, необходимого для его последующего подъема (рис.1). Для завершения цикла шага в голеностопном шарнире должна быть совершена работа вращательного (движительного) момента , определяемого уравнением (1):

                     (1)               

Из выражения (1) следует, что уменьшение требуемой работы за счет скорости , приобретенной в начале фазы d, можно рассматривать как выигрыш от движения модели по инерции, которое начинается свободным падением в фазу c. Соответстенно, при ампутации на уровне голени протезная компенсация утраты мышц, управляющих голеностопным суставом может фокусироваться на пассивной, а не на активной составляющей их функционирования. Первым протезом стопы, основанном на приведенной модели, была конструкция типа «Роллинг» [2] производства компании Ohio Willow Wood Co. Сравнительные биомеханические испытания показали нормализацию ведущих кинематических и динамических параметров ходьбы при пользовании новыми протезами. Одновеменно с этим установлено уменьшение компенсаторных движений сегментов тела испытуемых, что является признанным показателем снижения энерготрат при ходьбе.

USE OF GRAVITY FOR REDUCTION OF ENERGY CONSUMPTION DURING GAIT WITH ROLLING-TYPE LEG PROSTHESES

Ballistic elements of human gait are analyzed, and some of them are incorporated to the design of the Rolling-type lower limb prostheses. Biomechanical subjects study revealed a decrease in compensatory movements during gait with the new prostheses, suggesting for decrease in energy consumption.

Литература

1. Питкин М.Р. Биомеханика cуставных моментов в проектировании протезов нижней конечности // Вестник Гильдии Пртезистов-Ортопедов. 2006. Том 1. Номер 23. С 27-33.

2. Pitkin, M., Artificial Foot and Ankle. Patent No. 5,376,139. 1994: USA