تقويم العظام (أجهزة-)
تقويم عظام (اجهزه)
Orthotics -
مصطفى الموالدي، زهير مرمر
المواد المستخدمة في صناعة الأجهزة التقويمية
يشمل تقويم العظام orthoticsدراسة نمو العظام وتصنيع الأجهزة المناسبة لتقويمها في حال حدوث اضطراب أو خلل أو حادث. والجهاز التقويمي هو جهاز يطبق خارج جسم الانسان ولأي جزء من أجزاء جسمه، وذلك للأسباب التالية:
- لمنع حدوث تشوه ما.
- لتقويم تشوه معيّن.
- لدعم العضلات الضعيفة ومساعدتها على الحركة.
- للتحكم بالحركات اللاإرادية.
- لتخفيف الآلام أو إزالتها.
- لتخفيف الحمل على أي جزء من أجزاء جسم الإنسان.
- للمساعدة على حركة المفاصل.
يتألف فريق العمل المسؤول عن توصيف جهاز التقويم من: المريض، الطبيب، مختص الأجهزة التقويمية، المعالج الفيزيائي.
استخدمت الأجهزة التقويمية منذ فجر التاريخ حيث كان يُعدّ الحذاء مقوماً للقدم، بعدها استخدمت حشوات تقويمية مصنوعة من الجلد توضع ضمن الحذاء، ولكن لهذه الحشوات عيوب مثل الوزن الثقيل والحجم الكبير. وقد استخدم المصريون القدامى منذ عام 2500 قبل الميلاد الأجهزة التقويمية حيث كانت تستخدم لتقويم تشوهات العمود الفقري وكل من الأطراف العلوية والسفلية، وكان يستخدم في صناعة الجهاز التقويمي الخشب والحديد والجلد. وقد استمر استخدام المعادن والجلد في صناعة الأجهزة التقويمية حتى عام 1960 الذي حدث فيه إنجاز كبير في مجال الأجهزة التقويمية، وذلك بعد طرح المواد اللدائنية (البلاستيكية) الحرارية في الأسواق. صُنِّعت أجهزة تقويمية للعمود الفقري والرقبة والأطراف العلوية والسفلية من المواد البلاستيكية التي أصبحت أخف وزناً وأكثر راحة للمريض وأقل كلفة.
المواد المستخدمة في صناعة الأجهزة التقويمية
أكثر المواد استخداماً في صناعة الأجهزة التقويمية الحديثة هي المعادن والبلاستيك، حيث يعتمد اختيار المادة المستخدمة على الأداء الوظيفي المطلوب من الجهاز التقويمي. مثال على ذلك يجب أن يكون الجهاز التقويمي الحامل للوزن مصنوعاً من مادة صلبة وقاسية، أما الجهاز التقويمي المستخدم للأطراف العلوية وغير الحامل للوزن فيصنع من مواد أقل صلابة وقساوة. إن خواص المواد المهمة التي يصنع منها الجهاز التقويمي هي: المتانة، الصلابة، الديمومة، الوزن، مقاومة التأكل، سهولة التصنيع. يُعدّ الفولاذ والألمنيوم وخلائط التيتانيوم من أكثر المعادن استخداماً في صناعة الأجهزة التقويمية.
يوفر معدن الفولاذ مقاومة جيدة للصدأ، وهو رخيص ومتوفر وسهل الاستخدام في تصنيع الأجهزة التقويمية. أما الألمنيوم فهو أخف من الفولاذ، وهو ذو مقاومة ضعيفة للإجهاد عند الحمل العالي أو المتكرر، وهو مطاوع؛ مما يمنح سهولة في تصنيع الأجهزة التقويمية، ويتمتع بصلابة كافية للمحافظة على شكله، لذلك تستخدم خلائط الألمنيوم في صناعة أجهزة تقويم العمود الفقري. وتتمتع خلائط التيتانيوم بالصلابة مثل الفولاذ؛ ولكنها أخف وزناً، حيث تستخدم في المصانع لتصنيع أجزاء مسبّقة الصنع للجهاز التقويمي مثل مفصل الركبة والكاحل.
تطورت صناعة الأجهزة التقويمية في الستينيات من القرن الماضي تطوراً كبيراً وذلك بعد اكتشاف المواد البلاستيكية واستخدامها في تصنيعها. يُعدّ البلاستيك مثالياً في تطبيقات الأجهزة التقويمية لخفة وزنه ولأنه غير سام، وعموماً لا يتأثر بسوائل الجسم. وعلى الرغم من بعض عيوب المواد البلاستيكية كتأثرها بدرجة الحرارة، لكنها أصبحت الأكثر شيوعاً في صناعة الأجهزة التقويمية. ثمة نوعان من البلاستيك يستخدمان في تصنيع الأجهزة التقويمية؛ ملدّن بالحرارة thermoplastics ومصلّد بالحرارة thermosets. يُعدّ البلاستيك الملدن بالحرارة الأكثر شيوعاً في صناعة الأجهزة التقويمية وذلك بسبب إمكان إعادة تشكيله بعد التسخين. يُشكَّل البلاستيك الملدن بالحرارة مباشرة فوق الجسم المراد تصنيع الجهاز التقويمي له، وهذا ما يخفض من زمن التصنيع والتكلفة؛ حيث يسخن البلاستيك إلى درجة حرارة أقل من 80°س. وبسبب محدودية الصلابة والمقاومة للكلل (للتعب)؛ لذلك يستعمل البلاستيك الملدن بالحرارة المنخفضة في صناعة الأجهزة التقويمية للأطراف العلوية. عند الحاجة إلى جهاز تقويمي صلب يُسخَّن البلاستيك الملدن بالحرارة إلى درجة حرارة أعلى من 80°س حيث تصل إلى نحو 150°س في قوالب مقاومة للحرارة.
أكثر المواد البلاستيكية الملدنة بالحرارة العالية استخداماً هي: بولي إتلين، بولي بروبيلين، أو مزيج الاثنين معاً. يمتاز البولي بروبيلين بالقوة؛ ولكنه قابل للقسم، لذلك يستخدم عند الحاجة لجهاز صلب. أما البولي إتلين فهو مرن، ويستخدم عند الحاجة إلى جهاز مرن ولا يتحمل وزناً مثل الأطراف العلوية والعمود الفقري. من المواد الأخرى البلاستيكية الملدنة بالحرارة الإتلين ڤينيل أسيتاتEthylene Vinyl Acetate (EVA). تسخن المواد البلاستيكية المصلدة بالحرارة إلى درجة حرارة أعلى من 180°س، وتحتوي هذه المواد المستخدمة في صناعة الأجهزة التقويمية عموماً على ألياف داعمة fiber-reinforced وصفائح الريزين laminated resins؛ مثل البوليستر polyester والإبوكسيepoxy مع طبقات من الألياف الطبيعية أو الصنعية. تؤدي إضافة ألياف الكربون أو النايلون أو الزجاج إلى الصفائح البلاستيكية إلى زيادة متانة البلاستيك المصلد بالحرارة وصلابته. يُصنّع الجهاز التقويمي بصب البلاستيك على النموذج. ولا يمكن إعادة تسخين البلاستيك من هذه المواد أو تغيير شكله، وتستخدم هذه المواد استخداماً واسعاً في صناعة الأجهزة التقويمية؛ ولا سيما الألياف الكربونية التي تستخدم في صناعة أجهزة تقويم الركبة والكاحل والقدم.
إن معرفة المواد المستخدمة في الأجهزة التقويمية والإلمام بخواصها جزء أساسي من تدريب فنّيِّ الأجهزة التقويمية؛ إذ إن الفريق الطبي المسؤول عن توصيف الأجهزة التقويمية سوف يعتمد على فنّيِّ الأجهزة التقويمية في اختيار المواد المناسبة.
بحسب المعيار العالمي تصنف الأجهزة التقويمية للمفاصل وأجزاء الجسم التي يركب عليها الجهاز التقويمي كما هو مبين في الجدول (1).
الجدول (1) التصنيف العالمي للأجهزة التقويمية. | ||||||||||||||||||||||||||||||
|
- الجهاز التقويمي للقدم:
أجهزة تقويم القدم هي أجهزة مخصصة للقدم فقط، وهي تدعم سطح أخمص القدم خلال تطبيق الحمل عليها. يجب أن تتوضع هذه الأجهزة داخل الحذاء؛ليصبح الحذاء مكملاً لجهاز تقويم القدم. وعندما لا يتحقق الهدف الرئيسي من جهاز تقويم القدم يستخدم الجهاز التقويمي للكاحل والقدم.
يُعدّ الجهاز التقويمي للقدم اللبنة الأساسية لتصحيح تشوهات الأطراف السفلية؛ إذ إن معظم الأجهزة التقويمية للأطراف السفلية تحتاج إلى جهاز تقويمي للقدم.
تقسم الحالات التي تحتاج إلى جهاز تقويمي للقدم كما يلي:
· حالات التشوهات الخَلّقية: مثل تسطح القدم flat foot.
· الحوادث: مثل الكسور.
· الأمراض: مثل شلل الأطفال.
· تحميل القدم بشكل غير سوي: وغالباً ما يحدث ذلك عندما يكون المريض بديناً.
- الجهاز التقويمي للكاحل والقدم:
تُعدّ الأجهزة التقويمية للكاحل والقدم الأكثر شيوعاً في أجهزة الأطراف السفلية، وعلى الرغم من حجمها الصغير وبساطتها فقد أثبتت فعاليتها في الأداء الوظيفي لفئة واسعة من المرضى بمختلف الأعمار. من الممكن أن يؤثر هذا الأداء الوظيفي في مفاصل أعلى من مفصل الكاحل والقدم؛ إذ إنه في بعض الحالات يكون السبب الرئيسي في وصف الجهاز التقويمي للكاحل والقدم هو التأثير غير المباشر في المفاصل العليا. جدير بالذكر أن وصف جهاز الكاحل والقدم لا يكون فقط لمعالجة المشاكل خلال طور التأرجح مثل هبوط القدم؛ وإنما أيضاً للتأثير في خصائص طور التلامس.
توصف أجهزة تقويم الكاحل والقدم في الحالات التالية:
أ. ضعف العضلات التي تتحكم بالكاحل والقدم.
ب. عطب في الأعصاب المحركة العلوية التي تؤدي إلى تشنج العضلات أو فرط نشاطها.
جـ. الحالات التي تؤدي إلى ألم أو عدم استقرار بسبب خسارة في بنية الطرف السفلي ومجموعة الكاحل والقدم.
يبين الجدول (2) ملخصاً عن التحكم بحركة مفصل الكاحل المتوفرة لكل من الجهاز التقويمي للكاحل والقدم المعدنيّة و البلاستيكيّة.
الجدول (2) التحكم بمفصل الكاحل للجهاز التقويمي المعدني والبلاستيكي لمفصل الكاحل والقدم في المستوي الأمامي والجانبي. | ||||||||||||||||||||||||||||||
|
- الجهاز التقويمي للركبة:
توصف الأجهزة التقويمية للركبة لحالات الضعف التالية:
أ. ميلان الركبة إلى الجهة الإنسية valgus أو الوحشية varus خلال تحميل الوزن، ويحدث ذلك عند مرضى الروماتيزم أو مرضى التهاب المفاصل.
ب. عدم استقرار الركبة في المستوي الأمامي الخلفي، ويحدث ذلك بسبب إصابة الركبة بحادث ما؛ ولا سيما خلال الألعاب الرياضية.
ج. بسط مفرط للركبة.
د. فقدان التحكم بالعضلات، وهو يضع الركبة عرضة للقبض خلال تحميل الوزن.
يبين الشكل (1) الجهاز التقويمي للركبة، ويتألف من هيكل معدني يحتوي على ثلاث حشوات: واحدة في الجهة الإنسية عند مفصل الركبة واثنتين في الجهة الوحشية للطرف فوق مفصل الركبة وتحته.
الشكل (1) الشكل المبسط للجهاز التقويمي للركبة. |
- الجهاز التقويمي للركبة والكاحل والقدم:
يوصف الجهاز التقويمي للركبة والكاحل والقدم لمعالجة قصور الأداء الوظيفي في الركبة. هناك ثلاث حالات يُفضَّل فيها الجهاز التقويمي للركبة والكاحل والقدم على الجهاز التقويمي للركبة، وهي:
أ- يعاني بعض المرضى عطباً في كل من الركبة والكاحل؛ يعالج هؤلاء المرضى بجهاز تقويمي واحد للركبة والكاحل والقدم بدلاً من جهازين: أحدهما للركبة فقط، والآخر للكاحل والقدم.
ب- في حالات القصور الشديدة يُستخدم الجهاز التقويمي للركبة والكاحل والقدم؛ وذلك للحصول على تحكم أكبر من خلال ازدياد طول أذرع القوى وكبر مساحة التماس بين الجهاز والطرف.
جـ- في بعض الحالات يواجه الفني مشكلة في تثبيت الجهاز التقويمي للركبة؛ لذلك فإنه يلجأ إلى استخدام الجهاز التقويمي للركبة والكاحل والقدم.
تقسم الأسباب الميكانيكية الحيوية الموجبة لاستخدام الجهاز التقويمي للركبة والكاحل والقدم ثلاثة أنواع، وهي:
- ضعف العضلات التي تتحكم بمفصل الركبة وربما الورك والكاحل أيضاً.
- عطب في العصب المحرك العلوي، وهو يؤدي إلى فرط توتر عضلات الطرف السفلي.
- خسارة في بنية مفصل الورك أو الركبة.
يبين الجدول (3) أنواع مفاصل الركبة التقويمية التي توفر التحكم الميكانيكي في كل من المستويين الأمامي والجانبي.
الجدول (3) أنواع مختلفة لمفاصل الركبة التقويمية. | ||||||||||||||||||||||||||||
|
- الجهاز التقويمي للورك:
يوصف الجهاز التقويمي للورك في الحالات التالية:
- خلل التنسج dysplastic disorders.
- إصابة رضية traumatic injury.
- عملية جراحية (تبديل مفصل الورك).
يبين الشكل (2) الجهاز التقويمي للورك الذي يصل بين الفخذ والحوض حيث يجري بواسطة هذا الجهاز التحكم بتباعد مفصل الورك مع حرية الحركة في المستوي السهمي.
الشكل (2) الجهاز التقويمي للورك للتحكم بتباعد الورك. |
- الجهاز التقويمي للورك والركبة والكاحل والقدم:
هناك العديد من التصاميم المختلفة للأجهزة التقويمية للورك والركبة والكاحل والقدم Hip Knee Ankle Foot Orthosis (HKAFO)، وذلك بسبب استخداماتها الواسعة. ويراوح أداؤها الوظيفي من الجهاز التقويمي التبادلي reciprocal walking (الشكل3) إلى التحكم بحركة الطرف السفلي control of lower limb movement إلى جهاز يثبت حركة كامل الطرف السفلي.
يوصف الجهاز التقويمي للورك والركبة والكاحل والقدم للحالات المرضية التالية:
- الشلل الجزئي أو الكلي للأطراف السفلية.
- الشلل الدماغي.
- ضمور عضلات العمود الفقري.
- سوء تغذية العضلات.
- التصلب اللويحي.
الشكل (3) الجهاز التقويمي التبادلي للورك والركبة والكاحل والقدم. |
الأجهزة التقويمية للأطراف العلوية هي أجهزة ميكانيكية أو كهرميكانيكية تطبق على الطرف العلوي لاستعادة وظيفة الطرف أو تحسينها؛ أو استعادة بنية الطرف المحاط بالجهاز التقويمي. يساعد الجهاز التقويمي المريض على تحريك الطرف العلوي المصاب بآفة عصبية مثل السكتة الدماغية أو إصابة الحبل الشوكي.
تقسم الأجهزة التقويمية العلوية قسمين: الثابتة والمتحركة:
· تصنع الأجهزة التقويمية العلوية الثابتة من البلاستيك الملدن بالحرارة التي تسخن بدرجة حرارة أقل من 80°س، ويطبق مباشرة على الطرف العلوي. تصنع الأجهزة التقويمية العلوية الثابتة لمنع حدوث تشوهات وللمحافظة على وظيفة الطرف، ويبين الشكل (4) الجهاز التقويمي الثابت للمعصم واليد.
الشكل (4) الجهاز التقويمي الثابت للمعصم واليد. |
· توصف الأجهزة التقويمية العلوية المتحركة للمحافظة على وظيفة الطرف ومنع حدوث التشوه، ويبين الشكل (5) الجهاز التقويمي المتحرك للمعصم واليد.
الشكل (5) الجهاز التقويمي المتحرك للمعصم واليد. |
- الأجهزة التقويمية للعمود الفقري:
تستخدم الأجهزة التقويمية للعمود الفقري للأسباب التالية: دعم البطن abdominal support ولتخفيف الآلام وللتحكم بحركة العمود الفقري ووضعيته.
يوصف الجهاز التقويمي الداعم للعمود الفقري عندما يعاني المريض ضعفاً في عضلات العمود الفقري أو البطن. كما يوصف الجهاز التقويمي لتخفيف الآلام عندما يؤدي الألم إلى تعويق في الأداء الوظيفي للعمود الفقري. ويستخدم الجهاز التقويمي للعمود الفقري عندما تسبب حركته زيادة حدة الكسر أو التشوه، حيث يستخدم في هذه الحالة الجهاز التقويمي لإعادة تسامت alignmentالعمود الفقري إلى الوضعية التشريحية قدر الإمكان كما هو في حالة الجنف scoliosisأو التحدب kyphosis.
ثمة نوعان من الأجهزة التقويمية للعمود الفقري: نصف صلبة semirigid وصلبة.
تصنع الأجهزة التقويمية نصف الصلبة (المشدات) بعدة قياسات وأشكال وذلك بحسب الوظيفة المطلوبة منها، وهي توصف عند الحاجة إلى استقرار العمود الفقري والتحكم بحركته وكذلك للحد من التشوه أو إصلاح التشوه، كما توصف المشدات لتخفيف الآلام التي يسببها توتر عضلات العمود الفقري أو/ والبطن كما هو مبين في الأشكال (6-7-8).
الشكل (6) الجهاز التقويمي للمنطقة العجزية الحرقفية. |
الشكل (7) الجهاز التقويمي للمنطقة القطنية العجزية. |
الشكل (8) الجهاز التقويمي للمنطقة الصدرية القطنية العجزية. |
توفر الأجهزة التقويمية الصلبة للعمود الفقري دعماً أكبر بكثير من المشدات، ويمكن لهذه الأجهزة أن تتحكم بمستوٍ واحد. ومن هذه الأجهزة جهاز بوسطنBoston الذي يستخدم لمعالجة الجنف Thoraco-Lumbo-Sacral-Orthosis (TLSO) الشكل (9).
الشكل (9) جهاز تقويم بوسطن. |
ويستخدم الجهاز التقويمي للرقبة والصدر والمنطقة القطنية والعجزية، وهو يدعى جهاز ميلوكي Milwaukee لتصحيح العمود الفقري (الشكل 10).
الشكل (10) جهاز التقويم ميلوكي. |
- الأجهزة التقويمية الرقبية:
تستخدم هذه الأجهزة لتخفيف الآلام وللتحكم بحركة الرقبة، معظم هذه الأجهزة مسبّقة الصنع prefabricated. تستخدم هذه الأجهزة حول الرقبة فقط، أو ممكن أن تمتد إلى الكتفين والفقرات العلوية للصدر؛ وذلك بحسب حالة المريض. وممكن أن تكون هذه الأجهزة طرية أو نصف صلبة أو صلبة كما هو مبين في الأشكال (11-12-13).
الشكل (11) الجهاز التقويمي الرقبي الطري. |
الشكل (12) الجهاز التقويمي الرقبي نصف الصلب. |
الشكل (13) الجهاز التقويمي الرقبي الصلب. |
يوفر الجهاز التقويمي الرقبي الصدري هالو Halo التحكم بالحركة في ثلاثة مستويات للرقبة كما هو مبين بالشكل (14).
الشكل (14) يبين جهاز تقويم هالو. |
مراجع للاستزادة: - J. Bruckner, J. Edelstein, Orthotics: A Comprehensive Clinical Approach Routledge, 2024. - B. M. Coppard, Introduction to Orthotics: A Clinical Reasoning and Problem-Solving Approach, Mosby, 2019. - J. Edelstein, A. Moroz, Lower-Limb Prosthetics and Orthotics: Clinical Concepts, CRC Press, 2024.
|
- التصنيف : الهندسة الطبية والعلوم الصيدلانية - النوع : الهندسة الطبية والعلوم الصيدلانية - المجلد : المجلد التاسع مشاركة :