关于万向踝足装置的机构数据采集及万向性能分析

黄微 福建省康复辅具技术服务中心

假脚以及其配套的踝关节是用来代偿人体踝足系统机能的假肢部件，使下肢假肢的重要组成部分，其性能优劣直接关系到假肢整体功能的发挥。

假肢中的踝足装置是模仿正常人体的踝足运动功能而设计的。正常的踝足关节具有跖曲、背曲、内翻、外翻及旋转的运动方向，其中跖屈与背屈是踝足装置及假脚部件最基本的功能。而随着截肢者对假肢功能需求的提高，许多假肢部件生产厂家设计推出了具备内外翻功能和内外旋功能的踝足装置，市场上通常称之为万向脚，实际上大部分万向脚的功能是通过踝关节与假脚协作实现的，所以在本文中我们将其视为一个整体部件，截肢者装配这类假肢配件可以提高复杂路面的适应能力。为此，我们进行了一系列的仪器分析与临床测试，希望通过对这些数据的分析，为万向踝足装置的国家标准提供数据支持。

1 资料与方法

1.1 资料

1.1.1 样脚

挑选目前行业内使用量较大的4种中高档假脚，其中国内厂家的万向踝足作为对比测试。假脚的型号为左25或右25号，假脚样本为：①冰岛奥索低外型瑞福扭转型飞毛腿EVO；②冰岛奥索低外型万力飞毛腿EVO；③德国奥托博克1M10可调式多轴假脚；④福瑞达万向踝足（福建省假肢有限公司）。

1.1.2 测试对象

选择1名男性小腿截肢者为测试者。被测试者，小腿中端截肢，残肢条件良好，使用假肢已有15年，身心健康，能敏感地感知穿戴不同假脚的舒适度。

1.2 仪器测试

1.2.1 假脚载荷位移测试仪

由福州大学和福建省假肢有限公司合作研制的假脚专用测试设备，可以在一定范围给予样本固定扭力，使其跖曲、背曲、内翻、外翻及旋转的运动方向运动，并同时记录样本数据。按照国标要求万向踝足装置的假脚纵轴和踝关节等效中心示意摆样（图1）。

图1 假脚纵轴、踝关节等效中心和踝关节等效中心线示意图

1.2.2 测试方法：

①踝足装置背屈跖屈变形量的测量方法：跖屈变形量,施加垂直载荷400N的压力，记录脚跟的压缩变形，重复进行3次，取平均值（图2）。背屈变形量,施加垂直载荷400N的压力，记录足趾上翘的压缩变形，重复进行3次，取平均值（图3）。②踝足装置内外翻的测量方法：内翻，在额状面上踝足装置绕通过设定的踝足关节点的矢状轴进行的旋内形变，足底内侧缘升高，外侧缘降低。外翻，在额状面上踝足装置绕通过设定的踝足关节点的矢状轴进行的旋外形变，足底外侧缘升高，内侧缘降低。绕脚纵轴沿额状面施加50 N m弯矩，测量内、外翻角度，重复进行3次，取平均值（图4）。③踝足装置内旋外旋的测试方法：踝足装置的足尖在水平面上旋向内外侧。在与踝轴平行的水平面上施加20N m扭矩，测量内、外旋角度，重复进行3次，取平均值（图5）。

图2

图3

图4

图5

1.2.3 万向踝足装置应具有内外翻和内外旋功能

按1.2.2的要求进行测试，万向踝足装置应能实现内外翻5°以及内外旋3°以上的活动范围，根据不同的范围划分为3个功能等级，如表1所示。

表1 万向踝足装置内外翻和内外旋功能等级对照表

1.3 临床测试

1.3.1 步行测试

测试患者在穿戴样脚20M崎岖路面步行、顺时针和逆时针扭转上身90°等项目，假脚在这些项目的舒适度进行评估，满分10分。

2 结果

2.1 仪器测试结果

福扭转型飞毛腿EVO跖曲、背曲、内翻、外翻及旋转的运动方向运动在跖曲、背曲、内翻、外翻及旋转的运动方向运动的角度最大。福瑞达万向踝足除内外旋方向上不理想外，其他指标都跟国际接轨，见表2。

表2 踝足装置测试比较图

2.2 临床测试结果

瑞福扭转型飞毛腿EVO得分最高，万力飞毛腿EVO最低，两者之间的差值比率达21.6%，见表3。

表3 踝足装置临床舒适度测试（分）

3 讨论

通过对仪器测试和临床测试结果的分析，发现瑞福扭转型飞毛腿EVO不止在运动角度、舒适度上都有很好的表现。福扭转型飞毛腿是一个独立万向踝的碳纤维脚板，其特殊的踝设置的扭力装置，给予假脚更多内外翻和内外旋的角度，更能适应生活中的复杂路面，使得穿戴者快速接受地面回馈压力，掌握假肢步态。单纯对万向功能来说，这款飞毛腿假脚各种数据都十分优秀，但由于安装独立踝关节，占用了约40公分的安装空间，长残肢的病患就不能够使用。福瑞达万向踝足在这几款中价格实惠，除在内外旋角度上表现不理想外，是广大普通患很好的选择；但国产万向踝足，符合国情并满足了患者对万向的需求，便于患者使用后更好地适应生活环境，提高生活质量。