矫形器的基本作用和生物力学原理

2022-01-19

                                     一.矫形器的基本作用


      矫形器的基本作用主要有以下七个方面,同一矫形器可以具有以下其中一种或几种作用。

      1.稳定和支持   通过限制关节的异常活动范围,稳定关节,减轻疼痛或恢复其承重能力,如小儿麻痹后遗症、下肢广泛肌肉麻痹症应用的膝踝足矫形器。

      2.固定和保护    通过对病变肢体或关节的固定和保护以促进病变的愈合,如用于治疗骨折的各种矫形器。

      3.预防、矫正或稳定畸形   多用于儿童,预防畸形。儿童生长阶段,由于肌力不平衡,骨发育异常或外力作用常引起肢体的畸形,应以预防为主。生长发育期间由于骨、关节生长,存在着生物可塑性,应用矫形器能得到一定的矫正效果。矫形器的作用主要体现在防止出现畸形或者防止畸形快速发展。

       矫形器矫正的目标是矫正肢体非生理的对线关系或改善为生理的对线关系。它利用杠杆原理,通过三点力实现矫正或改善肢体对线的目标,因此力的大小、位置、方向都会影响矫正的效果。常见的畸形情况有:1)膝外翻和膝内翻,2)镰刀足,3)尖足,4)脊柱侧凸等等.

       预防畸形的前提是能预见畸形,以下几种情况应该引起注意:

     (1)由于上、下运动神经元损伤、疾病和肌肉病变引起的关节周围肌力不平衡.

     (2 )由于上、下运动神经元损伤、疾病或肌肉疾患使肌肉无力对抗重力。

     (3)损伤引起的增生性瘢痕。

     (4)关节炎症。

       4.减少肢体轴向承重   减轻肢体或躯干的长轴承重 ,如坐骨承重矫形器用于治疗股骨头无菌性坏死,胸腰椎脊柱过伸矫形器用于治疗胸腰椎压缩性骨折。这类矫形器多用于下肢,统称为免荷性矫形器,多应用于骨折、假关节、骨结核、股骨头无菌性坏死等.

       5.抑制站立、步行中的肌肉反射痉挛    通过控制关节运动,减少肌肉反射性痉挛。如硬踝足塑料矫形器用于脑瘫患者,可以防止步行中出行痉挛性马蹄内翻足,改善步行效果。

       6.肢体不等长的补偿    双下肢不等长是残疾人常见问题。下肢不等长的主要原因包括先天性或后天性发育障碍、创伤后短缩畸形愈合、关节畸形、关节功能障碍等,对双下肢不等长进行长度补偿的基本原则是站立位达到骨盆水平。补偿方法是鞋内补高和鞋外补高相结合;要求补高后的肢体承重应符合生理对线要求;补高后的鞋后跟适当前移有助于步行中减轻关节背屈肌的疲劳,有助于足跟着地时膝关节的稳定性,将补高后的鞋后跟适当地往外移,有助于步行中外侧的稳定。

       7.改进功能   是指改进患者步行、进食等日常生活、学习能力、工作能力等,表现在改善日常生活质量,提高参与社会的能力,如各种帮助收不畸形残疾人改进握持功能的腕手矫形器。


                                  二、矫形器的生物力学原理


       从前述的矫形器的基本作用可以看出,其基本作用不外乎是固定、稳定、预防-矫正畸形,减免轴向承重和抑制肌肉痉挛、补偿肢体的不等长等。这些都与人体的生物力学有关,都是依靠矫形器对人体某些部位形成的外力作用达成的。有关矫形器生物力学方面的知识很多,包括人体功能解剖学、人体的步态、人体运动学、动力学等方面。

      先说几个基本概念:(1)外力:指外界对人体力的作用,包括重力、地面反作用力等,若穿上矫形器,则还有矫形器对肢体的作用力。外力对下肢主要关节的平衡和稳定有重要的影响。(2)静态力线:静态站立平衡时,地面反作用力的作用线便是人体静态力线。(3)内力: 内力是指人体组织结构受到的力,包括骨骼受到的力,韧带受到的力,关节受到的力,肌肉的作用力。

       矫形器设计中,为保持关节的稳定多采用在某一平面带上的三点力控制系统。设计中为了增加稳定力矩,在可能的情况下尽量将矫形器边缘向上、下延长,增加固定范围,增加稳定力臂的长度。另外还可以增加作用力的总面积,增加作用力,减少局部压强。


                    银川悦康假肢矫形中心祝您早日康复!顺问冬安!

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