锁定动作使假体更轻更可靠

瑞典Kinna- 当他的女儿在6岁时因截肢而失去一条腿时，Finn Gramnas很快就了解到传统假肢的低效率。他发现，大多数人都笨重而笨拙。为了与它们一起行走，用户通常采用特殊的步态跳跃两步，每个步骤的好腿与假肢。Gramnas注意到，对于大多数截肢者而言，步行是一项挑战。走下坡，下楼梯更加困难。更积极的努力 - 例如跑步 - 几乎是不可能的。

现在 - 七年后 - 芬恩格拉姆纳斯相信他已经找到了解决这些问题的方法。他的假肢膝盖设计使得截肢者可以做许多以前挣扎过的事情。它被称为全膝关节几何锁定系统，它比其他设计提供更大的灵活性和稳定性，同时重量仅为竞争液压设备的一半。

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新设计的关键是几何本身具有更高的稳定性。该系统采用三个主要部件：铝制底盘;液压头;和三角形平衡块。当用户在膝盖前方或后方移动他或她的重心时，平衡块控制膝盖的动作。

为了实现该控制，块在用户行走时倾斜。当它向后倾斜时，它会将底部链环锁定在机箱底部的位置。在锁定底部连杆的情况下，使用者可以将体重加载到假肢上而不用担心膝盖弯曲。“当你将脚后跟放在地板上并且你的腿在你面前时，你处于膝盖很容易塌陷的关键位置，”Gramnas说。他说，在走下山坡或一套楼梯时尤其如此。

为了解决这种情况，Gramnas选择了一种依赖于几何形状而不是摩擦力或液压力的锁定机构。“因为它是几何锁定功能，它永远不会磨损，”他解释道。据报道，新设计还提供了优于摩擦制动器的性能优势，摩擦制动器可在膝盖弯曲时啮合。相反，几何系统仅在腿部笔直时锁定。

通过在底盘底部增加聚氨酯缓冲器，Total Knee可以像人腿一样抵抗冲击应力：当脚后跟撞击地面时弯曲一点。保险杠可以根据患者的体型采用各种硬度，可以减轻硬停的打击。在这种情况下，底部连杆在到达其运动范围的末端时压靠在保险杠上。以这种方式，保险杠吸收否则将传递到使用者的腿部和臀部的冲击。

然而，平衡块的重要性超出了锁定功能。当使用者弯曲膝盖时，平衡块向后倾斜，使膝盖弯曲多达160度。这对于要求使用者将膝盖弯曲超过90度的积极努力(例如跑步或骑自行车)尤其重要。对于腿部直接在膝盖以上进行估算的用户来说，这也是特别重要的。对于那些截肢者，传统的假肢通常将膝盖的柔韧性限制在大约90度。

为了进一步提高Total Knee的性能，Gramnas还赋予其三相封装的液压阻力运动控制系统。这种位于膝盖顶部的旋转齿条齿轮系统可以控制从慢速行走到跑步的腿部速度。Total Knee提供从0到60度的低阻力和从60度到完全弯曲的更高阻力，防止膝盖向后摆动太高并且“在后面踢用户”。要建立这种控制，

由此产生的系统不仅比传统设计提供更高的稳定性和灵活性，还显着降低了整体单位重量。在620克，据说总膝盖的重量约为典型液压系统的一半。Gramnas说，该系统体积小，重量轻，可供女儿穿着。

使用Total Knee，Gramnas的女儿和其他截肢者现在可以骑自行车，跑步，轻松地走下山坡和楼梯。“我希望该设备体积小，重量轻，并且具有安全的锁定机制，可以无故障地运行，”他说。“多年来，在完善这项设计时，我认为我们已经完成了这项工作。”