Bu tədqiqat, qaçış protez ayaqlarının mexaniki davranışını üreticilərin kendi sərtlik kategorilərinden bşəbəkəımsız və qaçış biyomekanikasıyle ilişgili bir şərt altında ölçmek üçün orta dayaq fazaasınden esinlenen bir laboratoriya test üsulu geliştirmiştir. Sekiz elit para atletin sprint məlumatlariyle protezlerin orta dayaq anındaki açı, dikey sıxılma və yer tepki qüvvələri belirlenmiş; ardından altı qaçış protez ayşəbəkəı ortak bir 110 mm dikey sıxılmaya kadar dəzgahda test edilmiştir. Tezgâh ilə canlı qaçış məlumatlarinden hesapləsasn son durum sərtlikleri bütün cihazlarda təxminən %5 üçünde uyuşmuş, önerilən iki sərtlik ölçütü gerçek qüvvə–yerdəyişmə əyrilərini %3’ün altındaki normallaşdırılmış xətalarla yeniden yaratmışdır. Bununla belə üsul kiçik bir elit atlet nümunəine, altı protez modele və düşük sürətda gerçekleştirilən yarı-statik dəzgah təcrübələrine dayanmaktadır; gerçek qaçışnun tüm dinamiklerini və ya kişiye özgü reçeteleme başaristiliknı doğrulamamaktadır.

Koşuya özgü protez ayaqlar, qarbon lifden üretilən və bir yay kimi davrəsasn passiv elastik strukturlardır. Koşucunun şəbəkəırlığı protez bıçşəbəkəı sıkıştırdığında mekanik enerji anbarlanır; yük azaldığında struktur eski biçimin dönerek bu enerjinin bir bölümünü geri məlumatr. Lakin bu davranış yalnızca ürünün üzərində yazan sərtlik kateqoriyasıne bşəbəkəlı değildir. Protezin C və ya J formalı olması, montaj bucşəbəkəı, təmas şəraiti, sürtünmə, yükləmə yönü və tətbiq edilən sıxılma miqdarı ölçülen mekanik tepkiyi değiştirebilir.

Araşdırmacılar orta dayaq fazaasıni, öne–arkaya doğrultudaki yer reaksiya qüvvəsinin sıfırdan geçtiği və əyləcləmə evresinin itiş evresine dönüştüğü an kimi diaqnozmlamıştır. Bu seçim dəzgah testini sadeleştirmektedir: protezə nəzarətlü bir dikey hərəkət uygulanırken yer plitəsi yatay doğrultuda serbest bıraxınlabilmekte, böylece protezin şekline bşəbəkəlı yatay hərəkət əvvəlden dayatılmak yerine təcrübəin bir sonucu kimi ölçülebilmektedir.

Canlı qaçış ölçmələrinde C formalı protezler üçün ortalama qısqac bucşəbəkəı təxminən 11,5°, J formalı protezler üçün 23,7° bulunmuştur. Geometriləri fərqli olmasına rşəbəkəmen orta dayaqdaxın dikey sıxılmalar dar bir aralıkta kalmış və bütün atletlər üçün genel ortalama 102,6 ± 5,0 mm olmuştur. Araşdırmacılar bu nəticələrdan hareketle dəzgah montaj açılarını C formalı protezlerde 10°, J formalı protezlerde 25° və ortak maksimum sıxılmayı her iki grup üçün 110 mm kimi müəyyən etmişdir.

Test sonucunu özetlemek üçün üç ölçüt geliştirilmiştir. Elastik enerjiye ekvivalent sərtlik, protezin bütün sıxılma aralığındaki genel sərtliyini; Sərtləşmə Nisbəti, sıxılmanın bpeyəndndan sonuna eğimin ne ölçüde arttığını; İki Oxluluq Nisbəti isə dikey sıxılmanın yatay zemin hareketine ne ölçüde bşəbəkəlandığını göstərir. Böylece benzer genel sertliğe sahip iki protezin qeyri-xətti sertleşme davranışı və ya yatay deformasiya biçimi texniki xidmətından fərqli olup olmadığı dəyərlendiriləbilmektedir.

Türkiyə baxımından qiymətləndirmə: Tədqiqat Türkiyədəki idmançılar, protez merkezleri və ya ürünlerle yürütülmemiştir. Bununla belə önerilən üsul; Türkiyədəki protez araşdırma merkezlerinde, üniversitelerin biyomekanik laboratoriyalarında və paralimpik idmançı dəyərləndirməlerinde fərqli qaçış protezlerinin ortak mekanik şərtlərda qarşılaştırılması üçün araştırılabilir. Yerel tətbiq əvvəlsinde fərqli amputasiya düzeyleri, kadın və erkek idmançılar, amatör və elit qaçışcular, fərqli pist səthleri, protez hizalamaları və dinamik yükləmə sürətlarıyla doğrulama strukturlmalıdır. Tədqiqat belirli bir protez modelinin bütün idmançılar üçün daha iyi olduğunu və ya ölçütlerin təkbpeyəndna klinik reçeteleme qararı verebildiğini göstərmemektedir.

Araşdırmanın əsas sualsu nedir?

Araşdırmanın əsas sualsu, fərqli üreticiləre və geometriləre ait qaçış protez ayaqlarının mexaniki davranışının ortak, tekrarləsasbilir və qaçış ardıcıllıqsında qarşılpeyəndlan bir duruma dayəsasn laboratoriya üsuluyle ölçülüp ölçülemeyeceğidir.

Mevcut kommersiya ürünlerde “kategori 2”, “kategori 5” və ya belirli bir bədən şəbəkəırlığına uygunluk gibi sinifləndirməlar kullanılmaktadır. Lakin bu kategorilər üreticilər arasında ortak mekanik birimlere dayəsasn standart miqyasler değildir. Bir üreticideki belirli kategori, başka bir üreticide eyni qüvvə–yerdəyişmə davranışını göstərmeyebilir. Test üsulleri və üreticilərin kullandığı sınır şərtlərı da çoğu zaman ayrıntılı biçimde açıklanmamaktadır.

Araşdırmacılar bu nedenle protezleri üreticinin önerdiği qüvvə və ya kategoriye görə değil, eyni mekanik son duruma kadar sıkıştırarak müqayisəyı önermiştir. Böylece tətbiq edilən dikey yerdəyişmə təcrübə girdisi, yaranan qüvvə və sərtlik isə ölçülen nəticə olmaktadır.

Koşu protez ayşəbəkəının sərtliyi neden tek bir sayı değildir?

Koşu protez ayaqlarının qüvvə–yerdəyişmə tepkisi tam xətti değildir. Başka bir ifadeyle protez her millimetrlik ek sıxılmada eyni miqdarda ek qüvvə üretmeyebilir. Tədqiqatda da ölçülen əyrilər yuqarı doğru kavislenmekte və sıxılma ilərledikçe strukturnın çoğunlukla sertleştiğini göstərir.

Bir protezin mexaniki davranışı en az üç ayrı özellik içermektedir:

• Genel sərtlik: Belirli bir sıxılma aralığında ne kadar qüvvə və enerji anbarladığı.
• Doğrusal olmayan sertleşme: Başlangıçtaki və son kistilikmdaki eğimlerin ne ölçüde fərqli olduğu.
• Geometrik əlaqələnmə: Dikey sıkışırken təmas nöqtəsinın və ya sərbəst yer plitəsinın yatay yönde ne kadar hareket ettiği.

Bu ayrım mühümdir çünki iki protez eyni toplam enerjiyi anbarladığı hâlde biri başlanğıcta daha yumuşak, son kistilikmda daha sert davrəsasbilir. Benzer şəgilde iki cihazın dikey qüvvə əyriləri yaxınnken yatay hərəkətleri fərqli olabilir. Yalnızca tek bir xətti sərtlik dəyəri bu ayrıntıları gizleyebilir.

Orta sıxma evresi neden referans alınmıştır?

Tədqiqatda orta dayaq, öne–arkaya yer reaksiya qüvvəsinin sıfır olduğu an kimi diaqnozmlanmıştır:

\[ GRF_x = 0 \]

GRF_x, qaçış istiqamətindeki yatay yer reaksiya qüvvəsidir və newton cinsinden ifade edilir. Sıfır dəyəri, ayşəbəkəın zemina görə əyləcləmə etkisi oluşturduğu ilk bölüm ilə iləri itiş oluşturduğu ikinci bölüm arasındaki geçişi temsil etmektedir.

Bu şərt dəzgah tasarımı açistilikndan avantajlıdır. Deney ardıcıllıqsında yatay qüvvə və ya yatay hərəkət əyrısinin aktif kimi diaqnozmlanmasına gerek kalmaz. Protez dikey yönde sıxılarkən zemin düzlemi çox düşük müqavimətle yatay yönde hareket edebilir. Protezin əyrıliği və montajı sonucunda ortaya çıkan yatay yerdəyişmə ölçülür.

Araşdırmacılar üsulun bütün qaçış təmasını taklit ettiğini iləri sürmemektedir. Amaç; ilk təmas, əyləcləmə, orta dayaq, itiş və parmak ucundan ayrılma evrelerinin tamamını yeniden üretmək değil, orta dayaqdaxın mekanik sərtlik durumuna qarşılık gelen tekrarləsasbilir bir referans yaratmaqtır.

Canlı qaçış təcrübəine kimler katılmıştır?

Tədqiqatya birtərəfli alt ekstremite amputasiyau bulunan sekiz elit atlet katılmıştır. Katılımcılar iki gruba ayrılmışdır:

Her atlet sensorlü pist üzərində dört maksimum qaçış gerçekleştirmiştir. Analiz üçün qaçışnun merkezindeki sabit sürət bölümü kullanılmış və her iştirakçıdan protez tarafına ait dört yer təması araşdırılmışdır. Katılımcılar yazılı məlumatlandırılmış razılıq vermiştir. Ana mətnde etik komitəun adı, kurul numarası və ya onay tarihi bildirilmemiştir.

Şegil 10’daki sürət etiketleri iştirakçıların əsasliz edilən şərtardaki ortalama sprint sürətlarının təxminən 6,7–9,6 m/s aralığında olduğunu göstərir. Bu dəyərler elit sprint şərtlərını temsil etmektedir; günlük qaçış, rehabilitasyon yürüyüşü və ya düşük sürətli rekreasyonel kullanım eyni yükləmə durumunu oluşturmayabilir.

Hangi protez modelleri istifadə edilmişdir?

Canlı təcrübəde istifadə edilən modellerin altistilik daha sonra laboratoriya dəzgahında test edilmiştir. İki eyni Cheetah Xceed CAT 2 və iki özel Runner protezi yerine her model və ya şərtdan temsilî cihazların seçildiği anlpeyəndlmaktadır. Araşdırmanın amacı bütün kommersiya protezleri ardıcıllıqlamak değil, üsulun fərqli geometrilər və sərtlik düzeylerinde uyguləsasbildiğini sınamaktır.

Canlı qaçış məlumatlari nasıl ölçülmüşdür?

Kirütubətatik məlumatlar 12 kameralı Vicon Valkyrie hərəkət izləmə dumantemiyle 240 Hz nümunələmə tezliyinda kaydedilmiştir. İşaretleyici koordinatları dördüncü dereceden, 20 Hz kesim tezliklı düşük geçiren Butterworth filtriyle işlenmiştir.

Yer tepki qüvvələri tartan pistin altına yerleştirilmiş teksturaz qüvvə platformauyla 1200 Hz’də ölçülmüşdür. İki platforma BMS400600, yedi platforma BMS600900 modelidir. Veri işleme özel bir MATLAB betiğiyle strukturlmıştır.

Küresel koordinat dumanteminde X ekseni qaçış istiqamətine paralel yatay eksen, Y ekseni yerçekimin tərs yöndeki düşey eksendir. Protezin keçid bölgesine həmçinin bir qısqac koordinat dumantemi diaqnozmlanmıştır. Kelepçe açistilik, protezin keçid ekseni ilə küresel düşey eksen arasındaki yunuslama açistilik kimi hesablanmışdır.

Orta sıxmadaki protez sıxılması nasıl hesablanmışdır?

Araşdırmacılar yüklü protez şeklini birbaşa ayakta duran yüksüz şəgille müqayisəmıştır. Yüksüz protez görüntüsü əvvəl orta dayaqda ölçülen qısqac bucşəbəkəına rijit kimi döndürülmüş, ardından yüklü və virtual kimi hizalanmış yüksüz biçimlerin en alt markerleri arasındaki düşey fark hesablanmışdır.

Bu işlem kavramsal kimi şu ilişkiyle göstəriləbilir:

\[ \Delta y_{MS} = y_{\mathrm{unloaded,\ aligned}} - y_{\mathrm{loaded,\ MS}} \]

Δy_MS, orta dayaqdaxın küresel dikey protez sıxılmasıdır və millimetr cinsindendir. Ölçüm, bütün protezin küresel hareketinden ziyade eyni keçid açistiliknda yaranan bıçaq deformasiyasınu temsil etmeyi amaçlamaktadır.

Şegil 3 və ayrı sunulan C və J formalı nümunə qrafiklerinde yüksüz şəgil mavi, orta dayaqdaxın yüklü şəgil kırmızı kimi göstərilmişdir. Kırmızı əyrınin en alt noktasının mavi yüksüz referansa görə yuqarı tpeyəndnması, dikey sıxılma miqdarını göstərir.

Canlı təcrübəin əsas geometrik nəticələri nelerdir?

Bütün iştirakçıların kişiye özgü ortalama sıxılmaları 94,4–110,2 mm arasında değişmiş və genel ortalama 102,6 ± 5,0 mm olmuştur. Farklı vücut kütləleri, sürətlar, protez geometriləri və üretici kategorilərine rşəbəkəmen sıxılmanın bu kadar dar aralıkta kalması, ortak bir yerdəyişmə hədəfi seçilmesinin əsas dayəsasğıdır.

Bunun əksinə qısqac açıları iki grup arasında aydın biçimde fərqlidır. Bu nedenle araşdırmacılar her iki geometriye eyni montaj bucşəbəkəını tətbiqk yerine C və J biçimleri üçün iki ayrı referans açı kullanmıştır.

Standartlaştırılmış təcrübə şərtu nasıl müəyyən edilmişdir?

Canlı məlumatlarin ortalamaları pratik 5° aralıklarına yuvarlanmıştır. Nihai dəzgah şərtlərı şöyledir:

Bu açılar bireysel bir idmançıya önerilən klinik hizalama dəyərləri değildir. Araşdırmacılar ölçmələrdeki təbii değişkenliği və fərqli laboratoriyaların montaj oləsasklarını diqqəte alarak tətbiq oluna bilən referans dəyərləri seçmiştir.

Ortak 110 mm sıxılma, gözlenen canlı sıxılma aralığının üst bölümüne qarşılık gelmektedir. Böylece fərqli sərtlikteki protezler eyni kirütubətatik son duruma kadar zorlanmakta və ortaya çıkan qüvvələr qarşılaştırılmaktadır.

Tezgâh düzeneği nasıl çalışmıştır?

Özel üretilən test dəzgahı iki servo-hidravlik aktuator içermektedir. Dikey MTS 242.03 aktuatorü protezi aşşəbəkəı doğru hareket ettiren arabayı, yatay aktuator isə altı eksenli yük hüceyrəsini və alüminium yer plitəsinı tpeyəndyan ikinci arabayı nəzarət etmektedir.

Alüminyum plakanın üzeri canlı təcrübədeki pistle eyni tür tartan tabakayla kaplanmıştır. Bu tabaka gerçek qaçış səthine daha yaxınn təmas sşəbəkəlamak və protez ucunun kaymasını sınırlandırmak amacıyla istifadə edilmişdir.

Tədqiqatın dəzgah fotoğrafında yüksek alüminium profil çərçivə, dikey hərəkət dumantemi və alttaki yatay kızak görülmektedir. Sagittal şema, dikey hərəkəti dy, yatay plaka hareketini dx, dikey və yatay qüvvələri isə F_y və F_x kimi göstərir.

Her təcrübəin bpeyəndnda protez ilə tartan səth arasında sabit təmas yaratmaq üçün 20 N dikey ön yük tətbiq edilmişdir. Yer değiştirme bu durumda sıfırlanmış və ölçülen dikey qüvvəten ön yük çıqarılmıştır. Bu nedenle raporləsasn qüvvə–yerdəyişmə əyriləri 20 N təmas durumuna görə bşəbəkəıl tepkiyi göstərir.

Dikey aktuator 0,5 mm/s sürətla hareket etmiş, qüvvə və konum məlumatlari 100 Hz’də kaydedilmiştir. Yatay aktuator qüvvə nəzarətinde istifadə edilərək yatay cavab qüvvəsi sıfıra yaxınn və 20 N tolerans üçünde tutulmuştur. Her protez üçün üç ardıcıl yükləmə–boşaltma dövri strukturlmıştır.

Tartışmada, üsulun mutlaka ikinci bir aktif aktuator gerektirmediği bildirilir. Yatay müqavimət 50 N’nin altında tutulabilir, yatay hərəkət ölçülebilir və sıfıra yaxınn qüvvə şərtu doğruləsasbilirse pasif, düşük sürtünməli bir kızakla da benzer sərhəd şərti oluşturulabiləceği iləri sürülmektedir.

Elastik enerjiye ekvivalent sərtlik nasıl hesablanmışdır?

Elastik enerjiye ekvivalent sərtlik, gerçek qeyri-xətti protezle eyni maksimum sıxılmada eyni elastik enerjiyi anbarlayacak hayali xətti nəşr sərtliyidir:

\[ K_{eq} = \frac{2\int_{0}^{\Delta y} F_y\,d(dy)}{\Delta y^2} \]

Burada:

• K_eq, elastik enerjiyə ekvivalent sərtliktir və N/mm cinsindendir.
• F_y, dəzgahda ölçülen dikey qüvvətir və newton cinsindendir.
• dy, anlık dikey sıxılmadır və millimetr cinsindendir.
• Δy, maksimum dikey sıxılmadır; bu protokolde 110 mm’dir.
• İntegral, qüvvə–yerdəyişmə əyrısinin altında kalan alanı və buna görə yükləmə ardıcıllıqsında strukturlan mekanik işi temsil eder.

Bu ölçüt yalnızca son noktadaki qüvvəe bakmaz; əyrınin bütün sıxılma aralığını kullanır. Günlük bir benzetmeyle, bir nəşr yalnızca son anda ne kadar sert olduğundan değil, sıxma boyunca ne kadar toplam iş gerektirdiğinden hareketle ekvivalent bir sərtlik oluşturulur.

Sərtləşmə Nisbəti nasıl hesablanmışdır?

Sərtləşmə Nisbəti, qüvvə–yerdəyişmə əyrısinin sonundaxın lokal meylin başlanğıcdaxın lokal meyle nisbətidır:

\[ SR = \frac{K_{fin}}{K_{ini}} \]

Burada:

• SR, birimsiz Sərtləşmə Nisbətidır.
• K_ini, ilk 20 mm’lik yerli aralıkta xətti uyumla hesapləsasn başlanğıc meylidir.
• K_fin, 90–110 mm arasındaki son 20 mm’lik aralıkta hesapləsasn son meyldir.

SR dəyəri 1’e yaxınnsa başlanğıc və son sərtlikleri benzerdir. SR 1’den böyükse protez sıkıştıkça sertleşmektedir. Örneğin SR = 2 dəyəri, son bölümdeki lokal meylin başlanğıcdaxınnin təxminən iki katı olduğunu ifade eder.

İki Oxluluq Nisbəti neyi göstərir?

İki Oxluluq Nisbəti, dikey sıxılma ardıcıllıqsında sərbəst yer plitəsinın toplam yatay hərəkətini özetlemektedir:

\[ BR = \frac{\Delta x}{\Delta y} \]

Burada:

• BR, birimsiz İki Oxluluq Nisbətidır.
• Δx, yer plitəsinın toplam yatay yerdəyişməsidir və millimetr cinsindendir.
• Δy, tətbiq edilən toplam dikey sıxılmadır və millimetr cinsindendir.

BR = 0,90 olması, 110 mm dikey sıxılma ardıcıllıqsında təxminən 99 mm yatay zemin hareketi oluşması anlamına gelir. Oran protezin əyrıliği, hizalaması və deformasiya biçimi hakkında genel bilgi sşəbəkəlamaktadır.

Bu dəyər canlı qaçışdaki bir markernin yatay hərəkətiyle eyni değildir. Canlı ölçməde bütün protezin ilərlemesi, dönmesi, təmas nöqtəsinın yerdəyişməsi və bıçaq deformasiyası eyni siqnale qarışabilir. BR yalnızca diaqnozmləsasn laboratoriya sərhəd şərtina ait standartlaşdırılmış bir ölçüttür.

Canlı və dəzgah sərtliyi nasıl qarşılaştırılmıştır?

Canlı orta dayaq sekant sərtliyi bu şəgildə hesablanmışdır:

\[ K_{secant,vivo,MS} = \frac{GRF_{y,MS}}{\Delta y_{MS}} \]

GRF_y,MS, orta dayaqdaxın dikey yer reaksiya qüvvəsidir və newton cinsindendir. Δy_MS, eyni andaki protez sıxılmasıdır və millimetr cinsindendir. Sonuç N/mm birimindedir.

Tezgâh sekant sərtliyi isə şöyledir:

\[ K_{secant,bench,MS} = \frac{F_{y,max}}{\Delta y} \]

F_y,max, 110 mm sıxılmada ölçülen maksimum dikey qüvvətir. Bu iki nisbət, yükləmə yolunun tamamını değil, seçilən son durumdaki ortalama qüvvə–sıxılma ilişkisini müqayisəktadır.

Kuvvet–yerdəyişmə əyrısi iki ölçütle nasıl yeniden yaradılmışdır?

Araşdırmacılar K_eq və SR’nin bütün dikey tepkiyi temsil edip edemediğini sınamak üçün ikinci dereceden bir əyrı kullanmıştır:

\[ F_y^{est} = a\,dy^2 + b\,dy \]

Sabit tərim sıfırdır çünki 20 N ön yük durumu sıfır qüvvə və sıfır yerdəyişmə referansı kimi alınmıştır. Katsayılar təcrübə əyrısine birbaşa uydurulmamış; enerji ekvivalentliği və Sərtləşmə Nisbəti şərtlərindən tistehsal edilmişdir.

Enerji ekvivalentliği:

\[ \frac{1}{2}K_{eq}\Delta y^2 = \int_{0}^{\Delta y}(a\,dy^2+b\,dy)\,d(dy) \]

Başlangıç və son lokal meylleri:

\[ K_{ini}=a\,\Delta y_{loc}+b \]

\[ K_{fin}=a(2\Delta y-\Delta y_{loc})+b \]

Katsayılar:

\[ a=T\,K_{eq}(SR-1) \]

\[ b=T\,K_{eq}[2\Delta y-\Delta y_{loc}(SR+1)] \]

Buradaki yardımcı katsayı:

\[ T=\frac{3}{2\Delta y(SR+2)-3\Delta y_{loc}(SR+1)} \]

Nihai yeniden oluşturulan əyrı şöyledir:

\[ F_y^{est}=T\,K_{eq}\{(SR-1)dy^2+[2\Delta y-\Delta y_{loc}(SR+1)]dy\} \]

Δy_loc başlanğıc və son meyllerin hesaplandığı 20 mm’lik yerli aralıktır. Bu türetme, iki skaler ölçütün birbaşa təcrübə məlumatsine yeniden uyum strukturlmadan əyrınin şeklini ne kadar koruyabildiğini sınamaktadır.

Yeniden oluşturma xətası nasıl ölçülmüşdür?

Ölçülen və proqnozlaşdırılan qüvvələr arasındaki kök orta kvadrat xəta bu şəgildə hesablanmışdır:

\[ RMSE=\sqrt{\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(F_{y,i}^{meas}-F_{y,i}^{est})^2} \]

Burada n nümunə sayistilik, F_y,i^meas ölçülen qüvvə və F_y,i^est proqnozlaşdırılan qüvvətir. RMSE newton cinsindedir.

Farklı qüvvə seviyelerine sahip protezleri müqayisək üçün xəta maksimum qüvvəe bölünmüştür:

\[ RMSE\%=\frac{RMSE}{F_{y,max}}\times 100 \]

Aşşəbəkəı RMSE%, iki ölçütün gerçek əyrınin şeklini daha iyi temsil ettiğini göstərir.

Tezgâhta hangi mekanik ölçütler əldə edilmişdir?

En yüksek ümumi sərtlik 23,59 N/mm ilə Cheetah Xtreme CAT 6’da, ən aşşəbəkəı dəyər 14,10 N/mm ilə Runner Custom 54 kg’da görülmüştür. Lakin ən yüksək Sərtləşmə Nisbəti genel sərtliyi ən yüksək cihazda değil, SR = 2,66 olan Ottobock Sprinter’da bulunmuştur.

Bu nəticə, ümumi sərtlik ilə sıxılma boyunca sərtliyin dəyişiklik biçiminin ayrı mexaniki xüsusiyyətlər olduğunu göstərir. Cheetah Xtreme CAT 4, CAT 5 və CAT 6 arasında kategori arttıkça K_eq yükselmiş olsa da SR xətti biçimde artmamıştır.

BR dəyərləri 0,75–0,94 arasında değişmiştir. C formalı iki cihazın BR dəyərləri 0,93 və 0,94 iken Ottobock Sprinter 0,75 ilə ən aşşəbəkəı yatay–dikey əlaqələnməı göstərmişdir. Bunun yalnızca C və ya J geometrisinin bşəbəkəımsız etkisi olduğu söylerütubətez; model və montaj xüsusiləri də fərqlidır.

Testin tekrarləsasbilirliği nasıldır?

Bütün ölçütlerde üç ardıcıl dövr arasındaki variasiya əmsalı %2’nin altında qalmışdır. En yüksek değişkenlik SR’də görülmüştür. Bunun nedeni SR’nin əyrınin yalnızca bpeyəndndaki və sonundaxın lokal meyllere dayanması və kiçik ölçmə dalğalanmalarına alan tabanlı K_eq ölçütünden daha duyarlı olmasıdır.

Bu nəticə eyni cihazın art arda testlərinde yüksek tekrarləsasbilirliği dəstəkləyir. Lakin fərqli günler, fərqli laboratoriyalar, fərqli operatörler və ya cihazın yeniden monte edildiği təcrübələr arasında tekrarləsasbilirlik həmçinin qiymətləndirilməmişdir.

Tezgâh ilə canlı qaçış sərtlikleri ne kadar uyuşmuştur?

Bütün cihazlarda fark −%4,8 ilə +%2,2 arasında qalmışdır. Cihazlar genelinde kök orta kvadrat xəta 0,62 N/mm’dir.

Dşəbəkəılım grafiğinde C və J formalı cihazların noktaları kusursuz uyumu göstəren kimlik çizgisinin çevresinde yer almaktadır. Bland–Altman əsaslizinde ortalama fark 0,42 N/mm, %95 uyum sərhədləri −0,56 ilə 1,40 N/mm kimi bildirilmiş və bütün cihazlar bu sınırlar üçünde qalmışdır.

Bu müqayisə, dəzgahın bütün canlı qaçış hareketini yeniden ürettiğini göstərmez. Yalnızca seçilən 110 mm son durumundaki dikey sekant sərtliyinin orta dayaq dəyərine yaxınn olduğunu dəstəkləyir.

İki sərtlik ölçütü gerçek əyrıyi ne kadar iyi temsil etmiştir?

Bütün cihazlarda normallaşdırılmış xəta %3’ün altında qalmışdır. Cheetah Xceed CAT 2 üçün ekspəriməntal və yeniden oluşturulan əyrilər neredeyse üst üste gelmiş və xəta %0,22 olmuştur. En yüksek xəta Runner Custom 54 kg’da %2,65’tir.

Bu düşük xəta, K_eq və SR’nin ikinci dərəcəli əyri fərziyyəı altında qüvvə–yerdəyişmə tepkisinin böyük bölümünü koruduğunu göstərir. Lakin daha qarmpeyəndk əyrilər, fərqli yükləmə sürətları və ya histərezis davranışı eyni iki ölçütle yetərince temsil edilmeyebilir.

Yatay və dikey hərəkət arasındaki ilişki nasıldır?

Test edilən altı protezde yatay zemin hareketi ilə dikey sıxılma arasındaki ilişki təxminən xəttidır. Altı cihazın ortalama detərminasiya əmsalı R² = 0,997 kimi bildirilmişdir.

Cheetah Xceed CAT 2 örneğinde xətti ilişki:

\[ dx = 0{,}9286\,dy \]

və uyum əmsalı:

\[ R^2 = 0{,}9994 \]

kimi göstərilmişdir. Bu nümunəte her 1 mm dikey sıxılmaya təxminən 0,929 mm yatay hərəkət eşlik etmiştir.

Grafikler hangi mekanik eğilimleri göstərir?

Kuvvet–yerdəyişmə grafiğinde altı protezin tamamı 110 mm sıxılmaya kadar artan qüvvə üretməktedir. Eğrilərin yuqarı doğru kavislenmesi, protezlerin çoğunda sıxılmanın son bölümünde daha yüksek artımlı sərtlik oluştuğunu göstərir. Cheetah Xtreme CAT 6 təxminən 2,8 kN ilə ən yüksək son qüvvəi, Runner Custom və Sprinter isə təxminən 1,9–2,0 kN düzeyinde daha düşük son qüvvələri göstərir. Bu dəyərler qrafikten təxminən okunmaktadır; kesin müqayisə K_eq və sekant sərtlik cədvəllarına dayanmalıdır.

Yatay–dikey yerdəyişmə grafiğinde C formalı protezlerin çizgiləri 110 mm dikey sıxılmada təxminən 102–104 mm yatay hərəkəte ulaşmaktadır. J formalı protezler arasında Sprinter’ın yatay hərəkəti daha düşük, təxminən 83 mm düzeyindedir. Eğrilərin təxminən xətti olması BR’nin tek nisbətla temsil edilmesini dəstəkləyir.

Canlı protez şəgillerini göstəren qrafiklerde kırmızı yüklü əyrı ilə mavi hizalanmış yüksüz əyrı arasındaki fark, orta dayaqdaxın deformasiyaun yalnızca dikey bir kısalma olmadığını göstərir. Özellikle bıçşəbəkəın alt və orta bölümlerinde hem əyrılik hem də yatay konum değişmektedir.

Tədqiqatın güclü tərəfləri nelerdir?

• Tezgâh şərtlərını birbaşa elit atletlərin canlı qaçış məlumatlarinden türetmiştir.
• C və J formalı iki əsas qaçış protezi geometrisini kapsayan ortak bir yaklpeyəndm geliştirmiştir.
• Üretici sərtlik kateqoriyası yerine ortak 110 mm kirütubətatik son durumu kullanmıştır.
• Dikey sıxılmayı nəzarət ederken yatay hərəkəti təcrübəin təbii sonucu kimi sərbəst buraxmışdır.
• Genel sərtlik, qeyri-xətti sertleşme və yatay–dikey əlaqələnməı ayrı ölçütlerle açıklamıştır.
• Üç ardıcıl dövrde bütün ölçütler üçün %2’nin altında değişkenlik göstərmişdir.
• Tezgâh son durum sərtliyini canlı orta dayaq sərtliyiyle cihaz bazında qarşılaştırmıştır.
• Bland–Altman əsaslizi, RMSE və yüzde fark gibi birden fazala doğrulama yaklpeyəndmı kullanmıştır.
• İki skaler sərtlik ölçütünün bütün əyrıyi yeniden oluşturma yeteneğini birbaşa sınamıştır.
• Daha basit, pasif yatay kızaklı laboratoriya düzeneklerine uyarləsasbiləcek bir sərhəd şərti önermiştir.

Tədqiqatın məhdudiyyətlərı nelerdir?

• Canlı referans yalnızca sekiz elit atlet üzərindən yaradılmışdır.
• C formalı protezler yalnızca transfemoral, J formalı protezler yalnızca transtibial iştirakçılarda istifadə edilmişdir; geometri ilə amputasiya düzeyinin etgiləri birbirinden ayrılamamaktadır.
• Kadın və erkek dşəbəkəılımı iki grupta fərqlidır.
• Referans dəyərler maksimum sprint şərtlərindən tistehsal edilmişdir; yavaş qaçış və rekreasyonel kullanım temsil edilmemektedir.
• Tezgâhta yalnızca altı protez test edilmiştir.
• Ticari piyasadaki bütün modeller, kategorilər və montaj seçenekleri araşdırılmamışdır.
• Test 0,5 mm/s sürətla yarı-statik biçimde yürütülmüştür və gerçek sprintteki yüksek yükləmə sürətlarını temsil etmemektedir.
• Viskoelastik və ya yükləmə sürətina bşəbəkəlı etgilər dumantematik kimi qiymətləndirilməmişdir.
• Yöntem qaçışnun tüm təmas evresini və zamanla değişen yatay qüvvələri yeniden üretmemektedir.
• Enerji geri dönüşü, histərezis, yorgunluk ömrü və struktur dayanıqlılıq əsas çıktı kimi araşdırılmamışdır.
• BR canlı qaçışdaki qarşılık gelen bir ölçməle birbaşa təsdiqlənməmişdir.
• 10° və 25° açılar kişiye özgü klinik hizalama dəyərləri değil, pratik yuvarlanmış referanslardır.
• Farklı qısqac açılarına həssaslıq bu tədqiqat üçünde sınanmamıştır.
• Tartan dışındaki pist və ya zemin səthlerinin etkisi qiymətləndirilməmişdir.
• Farklı günler, operatörler və laboratoriyalar arası tekrar istehsal oluna bilmə göstərilmemiştir.
• Bşəbəkəımsız bir dış laboratoriya doğrulaması strukturlmamıştır.
• İstatistiksel hipotez testləri, p dəyərləri və nümunə ölçüsü güç əsaslizi bildirilmemiştir.
• Ölçütlerin idmançı performansı, konfor, sakatlanma riski və ya protez tərcih memnuniyetiyle ilişkisi qiymətləndirilməmişdir.
• Tədqiqat rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmiş preprintdir.

Tədqiqat neyi dəstəkləyir?

Tədqiqat, canlı sprint orta dayaq məlumatlarinden türetilən 10° və 25° montaj açıları ilə ortak 110 mm sıxılmanın, araşdırılan altı protezde orta dayaq dikey sekant sərtliyine yaxınn bir dəzgah son durumu oluşturabildiğini dəstəkləyir.

Tədqiqat həmçinin K_eq, SR və BR ölçütlerinin eyni test üçünde protezin fərqli mekanik yönlerini ayrı və yüksek tekrar ediləbilirlikle diaqnozmlayabildiğini göstərir.

K_eq və SR’den oluşturulan ikinci dərəcəli əyrilərin düşük xəta vermesi, araşdırılan protezlerin düşey qüvvə–sıxılma tepkisinin kompakt iki parametreli bir göstərimle böyük ölçüde temsil ediləbiləceğini dəstəkləyir.

Tədqiqat neyi sübut etmir?

Tədqiqat, belirli bir protezin spor performansını artırdığını, daha inamli olduğunu və ya bütün idmançılar üçün tərcih edilmesi gerektiğini sübut etmir. Cihazlar arasındaki mekanik farklar birbaşa yarış müddəti, metabolik tüketim, konfor və ya sakatlanma sonucu ölçmələriyle ilişgiləndirilmemiştir.

110 mm sıxılmanın bütün amputasiya düzeyleri, qaçış sürətları, idmançı kütləleri və montaj biçimleri üçün evrensel olduğu göstərilmemiştir. Değer, araşdırılan sekiz elit atletin orta dayaq ölçmələrinden türetilmiş pragmatik bir referanstır.

Aşşəbəkəı dəzgah–canlı sərtlik farkı, dəzgahın gerçek sprintin bütün dinamik qüvvələrini və deformasiya geçmişini yeniden ürettiği anlamına gelmez. Doğrulama yalnızca son durum dikey sekant sərtliyine odaklanmıştır.

Yöntemin klinik reçetelemeyi iyiləştirdiği və ya üreticilər tarafından standart kimi kullanılabiləceği henüz göstərilmemiştir. Bu kullanım alanları üçün daha geniş idmançı grupları, bşəbəkəımsız laboratoriyalar və performans nəticələriyla keçidlı iləri doğrulamalar lazımlıdir.

Geçmiş, bugün və gələcək açistilikndan əhəmiyyəti nedir?

Geçmiş açistilikndan: Koşu protez ayaqları genellikle üreticilərin kategori dumantemleriyle seçilmiş və fərqli araşdırmalarda fərqli montaj, sürtünmə və yükləmə şərtlərı istifadə edilmişdir. Bu durum tədqiqatların və ürünlerin birbaşa qarşılaştırılmasını zorlaştırmıştır.

Bugünkü töhfə: Araşdırma, gerçek sprintte gözlenen orta dayaq durumunu sade bir dəzgah şərtuna çevirmekte və üç mekanik ölçütle açıklamaktadır. Yöntem, marka və ya kategori adından bşəbəkəımsız ortak bir ölçmə dili oluşturmayı amaçlamaktadır.

Gelecek açistilikndan: Daha geniş doğrulamalar sonrasında benzer üsuller protez tasarımı, cihazlar arası müqayisə, sayısal model doğrulaması və olası standardizasyon tədqiqatlarında kullanılabilir. Bunun üçün yükləmə sürəti, zemin, hizalama, protez ömrü, idmançı performansı və klinik nəticələrla ilişgilər araştırılmalıdır.

Tədqiqatın Yöntemi və Bulguları

Araşdırma tasarımının teknik özeti

Doğrulama yaklpeyəndmı

Ana nəticələrin toplu özeti

İstatistiksel və metodoloji raporlama durumu

Tədqiqatda üsul doğrulaması üçün variasiya əmsalı, kök orta kvadrat xəta, yüzde xəta, xətti reqressiyaun R² dəyəri və Bland–Altman uyum əsaslizi istifadə edilmişdir. Bland–Altman sınırları farkların standart sapmasına dayalı %95 uyum sərhədləri kimi hesablanmışdır.

Gruplar arasında inferensiyasal bir hipotez testi, p dəyəri və ya əvvəlden belirlenmiş əhəmiyyətlilık eşiği bildirilmemiştir. Tədqiqatın amacı C və J grupları arasında əhali düzeyinde statistik fark göstərmekten çox, dəzgah protokolü üçün referans şərtu türetmək və mekanik ölçütleri doğrulamaktır.

Mənbə üçündeki sayısal və editoryal fərqlilıklar

Bu kiçik fərqlilıklar üsulun əsas sonucunu değiştirmemektedir; lakin mənbə sadakati açistilikndan səssizcə birleştirilmemeli və ya düzeltilmiş tek dəyər gibi sunulmamalıdır.

Mənbə və Metod Qeydi

Tədqiqatın tam özgün adı: A Mid-Stance Inspired Test Method for the Comprehensive Mechanical Charactərization of Running Prosthetic Feet: conceptual framework, implementation and validation

Müəlliflər, doğru ardıcıllıqlamayla: Francesco Lorè; Mattia Scapinello; Roberto Di Marco; Andrea Giovanni Cutti; Nicola Petrone.

Eş birinci müəllif və ya eş töhfə: Metinde eş birinci müəlliflık və ya eş töhfə bildirimi mövcud deyil.

Sorumlu müəllif: Francesco Lorè — francesco.lore.1@studenti.unipd.it.

Kurumsal keçidlar:

• Francesco Lorè, Mattia Scapinello və Nicola Petrone: Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova, Via Venezia 1, 35131 Padova, İtalya.
• Roberto Di Marco və Andrea Giovanni Cutti: Centro Protesi INAIL, Via Rabuina 14, 40054 Vigorso di Budrio, Bologna, İtalya.

DOI:10.2139/ssrn.7201205

SSRN kayıt numarası: 7201205.

Dergi: Hakemli bir jurnal adı və ya kabul edilmiş son jurnal sürümü doğrulanmamışdır.

Özgün jurnal nəşriyyat: Bu sürüm üçün doğrulanmış bir hakemli jurnal nəşriyyat mövcud deyil.

Yayın platformau: SSRN.

Platform işletmecisi: Elsevier. Elsevier burada hakemli makalenin özgün jurnal nəşriyyat değil, SSRN preprint platformaunun işletmecisidir.

Yayın yılı: 2026.

Mənbə türü: Özgün ekspəriməntal üsul geliştirme və doğrulama araşdırması; preprint.

Hakemlik durumu: Bu tədqiqat rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmiş preprintdir; nəticələri bu məhdudiyyət diqqəte alınarak okunmalıdır.

Resmî tədqiqat keçidsı:SSRN tədqiqat kaydı

Finansman: Araşdırma INAIL tarafından PR19-PAI-P4 numaralı OLYMPIA Projesi və PR23-PAI-P3 numaralı ProOlympia Projesi anlaşmaları kapsamında desteklenmiştir.

Çıqar çatışması: Müəlliflər tədqiqatı etgiləyebiləcek kommersiya və ya mali ilişki bulunmadığını bildirmiştir.

Katılımcı onamı: Sekiz atletin yazılı məlumatlandırılmış razılıq verdiği qeyd edilmişdir. Ana mətnde etik komitə adı və ya onay numarası bildirilmemiştir.

Süni intellekt aracı bildirimi: Müəlliflər OpenAI ChatGPT GPT-5’i dil redaktəsi, mətn açıklığı və bazı açıklayıcı şemaların hazırlanması və ya görsel iyiləştirilmesi amacıyla kullandıklarını; son içeriği kendilərinin inceleyip sualmluluğunu üstlendiklerini bildirmiştir.

Bu Türkçe açıklama yüklenen tədqiqatın əsas metni, təcrübə üsulu, formulaleri, iştirakçı cədvəlsu, canlı orta dayaq əsaslizleri, protez biçim qrafikleri, dəzgah fotoğrafları, qüvvə–yerdəyişmə və yatay–dikey yerdəyişmə əyriləri, Bland–Altman əsaslizi, yeniden oluşturma qrafikleri, ek tənlikleri, tartışması və nəticələri esas alınarak hazırlanmışdır. Tədqiqatda bulunmayan klinik nəticələr, performans üstünlüğü, sakatlanma riski və ya kommersiya ürün öneriləri eklenmemiştir.

Tədqiqatın başlıca məhdudiyyətlərı kiçik və elit bir idmançı nümunəine dayanması, protez geometrisinin amputasiya düzeyiyle birlikte değişmesi, yalnızca altı protezin dəzgahda test edilmesi, təcrübəin yarı-statik olması, gerçek qaçışnun tüm yükləmə geçmişinin yeniden üretilmemesi və BR ölçütünün canlı qaçışdaki mekanik kimi ekvivalent bir değişkenle birbaşa doğrulanmamasıdır.

Mənbəta C formalı protezlerin ortalama qısqac bucşəbəkəı və dikey sıxılması ilə Şegil 13’teki cihaz adı konusunda kiçik editoryal fərqlilıklar bulunmaktadır. Bu fərqlilıklar makalede gizlenmemiş və ilgili bölümlerde açıkça qeyd edilmişdir.

Önerilən üsul, qaçış protezlerinin ortak bir referans şərtunda objektif mekanik müqayisəsına yönelik bir ilk çərçivədir. Yöntemin klinik reçeteleme, ISO standardizasyonu və ya performans optimallaşdırmaunda kullanılabilmesi üçün daha fazala protez modeli, idmançı grubu, hizalama, zemin və dinamik yükləmə şərtunda bşəbəkəımsız doğrulama lazımlıdir.