退化性膝關節炎的發生原因包含了下列可能性:
lGenetic (遺傳)
lPrevious ligament ruptures (韌帶斷裂舊傷)
lUnderloading
lOverloading
利用支架減少膝關節的負荷,但是仍然有問題需要解決
研究外加力距與內部膝蓋壓縮力 (Knee compressive forces, KCF) 之間的關係
利用 40% 的肌肉力矩補償以減少關節負荷
利用肌肉做工的補償以減少關節負荷
Knee flex-ext (anybody 模擬)
峰值1:膝蓋與髖關節補償
峰值2:踝關節補償
論文發表於 Stoltze et al. 2018
On the biomechanical relationship between applied hip, knne and ankle joint moments and the internal knee compressive forces, International Biomechanics, 5(1)
DOI: 10.1080/23335432.2018.149942
考量點:相較於外部治具,肌肉補償也許會是一種減少關節負荷的更有效方式。
■ 目標:減少膝蓋拉伸力矩時造成的峰值1力量 (參考下圖表)
■ Levitation brace (passive)
懸浮式支架 (被動式),利用彈簧機構設計
■ Ascend Brace (active)
升降式支架 (主動式), Roam Robotics
適用於特定族群
僅處理峰值1的力量
不使用外部施加的力矩 (利用彈簧儲存能量)
彈簧種類選擇
力矩大小考量
減少 EMG→降低壓縮力?
在Anybody 內找出影響的因素(搭配 AnyExp4SOLIDWORKS 模組)
應用量測的彈簧力量
論文發表於 Soltze et al. 2021
Development and Functional Testing of An Unloading Concept for knee
Osteoarthritis Patients: A Pilot Study, Journal of Biomechanical Engineering, 144(1)
DOI: 10.1115/1.4051847
接續研究:
■ 對疼痛的影響? (需要 KOA 患者分析)
■ 哪些人適合使用這個技術?
KAO patinet tests (N=1)
對某些患者而言,設備有可能可以減少峰值 EMG 及 KCF。
對疼痛沒有影響。
對支架測試而言,安慰劑試驗 (placebo trials) 是非常重要的。
接續考量:在初始站立階段應用膝關節拉伸力矩有可能減少 KOA 患者的 KCF (膝關節接觸力),但不是所有的患者都適合這種處理方式。