پروتز پای مصنوعی زیر زانو از نظر ساختاری به دو نوع تقسیم‌بندی می‌شود: اول، پروتزهایی که اتصال سخت به ساق پای پروتز دارند و اصطلاحاً غیرمفصلی هستند و دوم، پروتزهایی با سازو کار مفصلی در مچ پا و قطعات متحرک. البته پروتزهای پای مصنوعی از نظر کارکرد نیز دسته‌بندی می‌شوند. در ادامه انواع پروتزها را از نظر عملکرد معرفی می‌کنیم.
ساده‌ترین پای مصنوعی زیر زانو دارای دو نوع است: دارای بالشتک پاشنه با مچ پای سخت (SACH) و دارای keel ارتجاعی (elastic keel). این نوع پای مصنوعی زیر زانو از نئوپرن کرپ یا فوم اورتانی ساخته می‌شود که حول keel به گونه‌ای شکل داده می‌شوند که شبیه به پا باشند. چون این پروتز قطعه متحرک ندارد، قیمت نسبتاً پایینی دارد، بادوام است و نیازی به نگهداری ندارد. این نوع پای مصنوعی خاصیت ضربه‌گیری و جذب انرژی دارد، اما انرژی را به اندازه پای دینامیک ذخیره نمی‌کند. پای مصنوعی SACH و elastic keel معمولاً برای بیمارانی تجویز می‌شود که می‌توانند با تغییر سرعت جزئی، اندکی راه بروند.
پروتز SACH ساده‌ترین نوع پای مصنوعی بدون قطعه متحرک و غیرمفصلی است. شکاف پاشنه پروتز SACH از جنس لاستیک نرم است که به دلیل فشرده شدن در ابتدای وضعیت راه رفتن، مانند مچ پا عمل می‌کند. اما جنس keel سخت است تا پایداری پا را در وضعیت میانی گام برداشتن تامین کند و فقط اجازه حرکت جانبی جزئی بدهد. پروتز SACH با بلندی پاشنه مختلف تهیه می‌شود تا مناسب کفش‌هایی با بلندی پاشنه مختلف باشد.
حرکاتی که می‌توان با این نوع پروتز انجام داد، شبیه به پروتز SACH است. به علاوه جلوی پا خود را با سطوح ناهموار تطبیق می‌دهد و در عین حال حمایت و پایداری لازم را برای ایستادن و راه رفتن به دست می‌دهد.
پروتز پای مفصل‌دار و با قطعات متحرک در دو مدل تک محوری و چندمحوری عرضه می‌شود. منظور از محور حرکتی است که در یک یا چند صفحه از سه صفحه متفاوت انجام می‌شود و حرکت آن شبیه به حرکت طبیعی پا است. چنانچه پروتز پا در دو یا سه محور حرکت کند، توانایی حرکتی پا افزایش می‌یابد و به این ترتیب بیمار می‌تواند تعادل خود را روی سطوح ناهموار حفظ کند.
پروتز پای تک محوری مفصل‌دار دارای مفصل مچ پا است تا بیمار بتواند پا را رو به بالا و پایین حرکت دهد و پایداری زانو را افزایش دهد. هرچه کف پا سریع‌تر با زمین تماس پیدا کند، پروتز پایدارتر خواهد بود. این ویژگی برای بیماران با سطح قطع عضو بالا، قطع پا در ناحیه بین زانو و لگن، بسیار مفید است. بیمار باید پروتز را کنترل کند تا زانو خم نشود. سازو کار پروتز پای تک محوری به گونه‌ای است که بیمار می‌تواند پا را با صرف انرژی کمتری کنترل کند. متاسفانه مچ پای تک محوری وزن پروتز را افزایش می‌دهد و به نگهداری و سرویس بیشتری نیاز دارد. به علاوه این پروتز اندکی گران‌تر از پروتز ساده‌تر SACH است. پای مصنوعی زیر زانو تک محوری برای بیماران دچار مشکل پایداری و حفظ تعادل مناسب‌تر است.
پروتز پای چندمحوری از نظر وزن، دوام و قیمت شبیه به پروتز تک محوری است، اما پروتز چندمحوری بهتر خود را با سطوح ناهموار سازگار می‌کند. پای چندمحوری علاوه بر حرکت رو به بالا و پایین، به طرفین نیز حرکت می‌کند. چون حرکت‌های اضافه شده بخشی از فشار و استرس مربوط به راه رفتن را جذب می‌کند، از پوست و پروتز در برابر ساییدگی بهتر محافظت می‌شود.
افرادی که فعالیت بیشتری دارند، معمولاً پروتز ساق پا و پا با واکنش‌دهی بالاتر را ترجیح می‌دهند. پای واکنش دهنده دینامیک برای افرادی مناسب است که می‌توانند سرعت راه رفتن خود را تغییر دهند، جهت راه رفتن خود را به سرعت عوض کنند یا مسافت طولانی راه بروند. پای دینامیک انرژی مربوط به چرخه راه رفتن را ذخیره و بازگردانی می‌کند، برای این کار پروتز انرژی keel را در مرحله چرخش جذب و سپس آزاد می‌کند تا به استفاده کننده حسی از راه رفتن بدهد. به علاوه پروتز دینامیک دامنه حرکتی عادی‌تری را ارائه می‌دهد و گام برداشتن منظم‌تری را ممکن می‌کند. بعضی از پاهای واکنش نشان دهنده‌ی دینامیک با انگشتانی جدا از هم طراحی می‌شوند تا با تقلید حرکات اینورژن یا اورژن عادی پا و مچ پا، پایداری بیشتر شود. راحتی و واکنش نشان دادن پروتز دینامیک فرد را ترغیب می‌کند تا سطح فعالیت خود را افزایش دهد و حس طبیعی‌تری هنگام راه رفتن داشته باشد. به علاوه بعضی از این پروتزساق پا و پا استرس و نیروهای برخوردی روی کنار پا را کاهش می‌دهد.
پای کنترل شونده با ریزپردازنده (MPC) نوع جدیدی از پروتزهای پا است. بخش‌های مچ و پایین پا سنسورهای کوچکی دارند که با رایانه کنترل می‌شود و اطلاعات دریافتی از اعضاء بدن بیمار و محیط اطراف را پردازش می‌کند و خود را با شرایط موجود وفق می‌دهد. این پردازنده‌ها با توجه به اطلاعات حاصل از سیگنال‌های ورودی، الگوریتم یا مجموعه قواعدی را اعمال می‌کنند تا در نهایت درباره چگونگی واکنش نشان دادن پا یا مچ پا در هر موقعیت مفروض تصمیم بگیرند. ریزپردازنده دستوراتی را به بخش‌های مختلف پروتز می‌دهد تا پا عملکردی مطلوب ارائه دهد. مچ پاهای MPC فعلی سنسورهای متعددی دارند که شامل سنسورهای زاویه مچ پا، شتاب‌سنج، ژیروسکوپ و سنسور گشتاور نیرو می‌شود. ریزپردازنده‌های این سیستم‌ها پیام‌های ورودی را دریافت و تصمیم لازم را درباره شیوه قرار دادن مچ پا، اعمال مقاومت میرایی در مقابل مچ پا و گرداندن موتور مچ پا در زمان راه رفتن می‌گیرند. مزیت شاخص سیستم مچ پا MPC نسبت به دیگر پروتزهای پا به قابلیت بالای آن در واکنش نشان دادن به موقعیت‌های محیطی مختلف مربوط می‌شود؛ سیستم کنترل شونده با ریزپردازنده تنظیمات یا ویژگی‌های مکانیکی مختلفی را برای بهبود توانایی حرکتی و تعادل بیمار ارائه می‌دهد. برای مثال پروتزهای دیگر روی سطوح صاف و هموار عملکرد مناسبی دارند، اما توانایی آنها برای تطبیق یافتن با ویژگی‌های مکانیکی و هم‌ترازی در زمان راه رفتن روی سطوح شیبدار یا ناهموار کاهش می‌یابد. پروتزهای موتوری فشار رو به جلویی را هنگام حرکت وارد می‌کنند تا بیمار بتواند با استفاده از این نیروی به موقع بهتر راه برود. بعضی از مدل‌ها دارای نرم افزار و برنامه‌هایی هستند که با استفاده از آنها می‌توان پروتز را از راه برنامه‌های رایانه‌ای یا گوشی هوشمند به وسایل الکترونیکی هوشمند متصل کرد. این قابلیت به کاربر کمک می‌کند تا متناسب با فعالیت‌های مختلف از پا استفاده کند، با توجه به زمانبندی و داده‌های ورودی تغییرات لازم را ایجاد کند و بعضی قابلیت‌ها را خاموش یا روشن کند. تمام این ویژگی‌ها کمک می‌کند تا بیمار تجربه منحصر به فردی از عملکرد پایی داشته باشد که قرار است مانند یک پای طبیعی عمل کند. هدف نهایی از ابداع چنین پروتزی این است که پای مصنوعی حتی‌الامکان شبیه به پای طبیعی عمل کند. با این حال پروتز از نظر قابلیت و میزان سازگار شدن با تمام محیط‌ها با پای طبیعی تفاوت دارد. هرچند پروتز کنترل شونده با ریزپردازنده حرکات پا و مچ پا را به طور خودکار هماهنگ می‌کند، اما ارتباط مستقیم با بدن ندارد. پروتز پای موتوری یا کنترل شونده با ریزپردازنده برای کار کردن چیپ، سنسور، موتور و محرک نیاز به باتری دارد. به علاوه قطعات الکترونیکی مربوط به سیستم‌های ریزپردازنده آنها را نسبت به دیگر پروتزها آسیب‌پذیرتر و ظریف‌تر می‌سازد. بسیاری از این پروتزها مناسب استفاده در آب یا محیط‌های آلوده و پرگرد و غبار نیستند. به علاوه چون به دلیل وجود ریزپردازنده از قطعات بیشتری استفاده می‌شود، پروتز سنگین می‌شود. همچنین هنگامی که ریزپردازنده اطلاعات را برون‌یابی و قطعات مختلف پا و مچ پا را هماهنگ می‌کند، بیمار غالباً صداهایی را از داخل پروتز می‌شنود. نکته آخر این که بهره‌گیری از تکنولوژی روز و طراحی پیچیده و ظریف باعث افزایش قیمت این پروتز شده است.
مرجع مقاله: www.omidfoot.com
