Flex-Foot Cheetah

Flex-Foot Cheetah — это запатентованная модель спортивного протеза стопы, разработанная исландской компанией Össur (произносится «Эссур»). Относится к классу протезов с углеродным накопителем энергии (энергонакопительные протезы стопы). Предназначена для бега на короткие и средние дистанции, прыжков в длину и высоту, а также для других видов спорта, требующих высокой интенсивности и взрывной силы. Конструкция представляет собой изогнутую пластину из углеродного волокна, напоминающую по форме букву J или серп, что и дало название модели (от англ. cheetah — гепард).

История создания

Разработка протеза началась в 1990-х годах. В 1996 году американский инженер и протезист Ван Филлипс (Van Phillips), работавший в компании Flex-Foot Inc., создал прототип, который впоследствии лёг в основу серии Cheetah. Филлипс сам был ампутантом (потерял ногу в результате несчастного случая) и стремился создать протез, максимально приближенный по функциональности к биологической стопе.

В 2000 году компания Flex-Foot была поглощена исландской корпорацией Össur, которая продолжила развитие линейки. Первая коммерческая версия Flex-Foot Cheetah была выпущена в 2002 году. С тех пор модель неоднократно модифицировалась: улучшалась геометрия изгиба, толщина пластины, состав углеродного волокна и система крепления к гильзе.

Устройство и принцип действия

Конструкция

Flex-Foot Cheetah состоит из единой цельной пластины, изготовленной из высокомодульного углеродного волокна, пропитанного эпоксидной смолой. Пластина имеет сложную пространственную форму:

• Пяточная часть — задний изгиб, обеспечивающий амортизацию при приземлении на пятку.
• Передняя часть (носок) — упругий элемент, который сжимается при опоре и распрямляется, отталкивая тело вперёд.
• Голеностопный узел — переходная зона, где пластина крепится к приёмной гильзе (культеприёмнику) через адаптер.

Толщина пластины варьируется от 2 до 6 мм в зависимости от веса и активности пользователя. Для бегунов с массой тела до 60 кг используются более тонкие пластины, для тяжеловесов — усиленные версии.

Принцип работы

Протез работает как пружина. При опоре на стопу во время бега пластина сжимается, накапливая кинетическую энергию. В фазе отталкивания энергия высвобождается, создавая толчок вперёд. Коэффициент возврата энергии у Flex-Foot Cheetah достигает 90–95% (для сравнения: у биологической стопы человека — около 50–60%). Это позволяет спортсменам с ампутацией развивать скорость, сопоставимую со скоростью здоровых бегунов.

Жёсткость протеза подбирается индивидуально: чем выше жёсткость, тем больше энергии накапливается, но тем сложнее контролировать протез на низких скоростях. Для спринта используются максимально жёсткие пластины.

Классификация и модификации

Компания Össur выпускает несколько версий Flex-Foot Cheetah, различающихся по назначению:

Также существуют специализированные версии для прыжков в длину (с усиленным носком) и для бега с барьерами.

Применение в спорте

Паралимпийские игры

Flex-Foot Cheetah стал одним из самых узнаваемых протезов в паралимпийском спорте. Наибольшую известность модель получила благодаря выступлениям южноафриканского бегуна Оскара Писториуса (Oscar Pistorius), который в 2012 году стал первым в истории ампутантом, допущенным к участию в Олимпийских играх (Лондон-2012) в беге на 400 метров. Писториус использовал протезы Flex-Foot Cheetah (модель Cheetah Xtreme). Его участие вызвало дискуссии о преимуществах углеродных протезов перед биологическими ногами.

Среди других известных спортсменов, использующих эту модель:

• Маркус Рем (Германия) — паралимпийский чемпион в прыжках в длину.
• Джонни Пикок (США) — паралимпийский чемпион в беге на 100 метров.
• Ричард Уайтхед (Великобритания) — паралимпийский чемпион в беге на 200 метров.

Рекорды и достижения

С использованием Flex-Foot Cheetah установлены многочисленные мировые рекорды в паралимпийском спорте. В 2016 году на Паралимпийских играх в Рио-де-Жанейро спортсмены на протезах этой модели завоевали более 20 золотых медалей в беговых дисциплинах.

Критика и споры

Спор о преимуществе перед биологической ногой

Основной предмет споров — вопрос, дают ли протезы Flex-Foot Cheetah спортсменам несправедливое преимущество. Критики (включая Международную ассоциацию легкоатлетических федераций, IAAF, ныне World Athletics) утверждают, что углеродные пластины:

• Возвращают больше энергии, чем биологическая стопа.
• Не утомляются (отсутствие мышечной усталости).
• Не подвержены травмам, характерным для биологических конечностей.

Сторонники (включая саму компанию Össur и многих спортсменов) возражают, что протезы:

• Не имеют проприоцепции (чувства положения в пространстве).
• Требуют больших энергозатрат на разгон и поддержание равновесия.
• Снижают эффективность на старте (отсутствие пальцев ног для упора).

В 2008 году Спортивный арбитражный суд (CAS) постановил, что Оскар Писториус может участвовать в соревнованиях с протезами, поскольку не доказано, что они дают преимущество. Однако в 2012 году World Athletics ввела ограничения на длину протезов (не более 90% от длины биологической ноги) и их жёсткость.

Доступность и стоимость

Flex-Foot Cheetah — дорогостоящее изделие. Цена одной пары (два протеза) в 2024 году составляет от 15 000 до 30 000 долларов США в зависимости от модификации и индивидуальной настройки. В России стоимость аналогичных протезов (с учётом импорта и таможенных пошлин) может достигать 2–3 миллионов рублей. В рамках государственной программы обеспечения инвалидов техническими средствами реабилитации (ТСР) такие протезы не предоставляются, так как относятся к спортивным, а не к бытовым.

Технологические ограничения

• Непригодность для ходьбы: Flex-Foot Cheetah не предназначен для повседневной ходьбы. При ходьбе на низкой скорости энергия не накапливается эффективно, и протез становится жёстким и неудобным.
• Износ: Углеродное волокно со временем теряет упругость. Срок службы активного протеза — 2–4 года при интенсивных тренировках.
• Чувствительность к температуре: При экстремально низких температурах (ниже −20 °C) пластина может стать хрупкой.

Интересные факты

• Название «Cheetah» (гепард) выбрано не случайно: гепард — самое быстрое наземное животное, а форма его задних лап (изогнутые, пружинистые) послужила биомиметическим прототипом для протеза.
• В 2012 году компания Össur выпустила ограниченную серию Flex-Foot Cheetah с золотым напылением в честь Паралимпийских игр в Лондоне.
• Протезы этой модели используются не только в лёгкой атлетике, но и в триатлоне, велоспорте (для бегового этапа) и даже в футболе (для бега по полю).

Источники

• Össur Corporate. Product Catalog: Flex-Foot Cheetah (2023).
• Nolan, L. Carbon fibre prostheses and running: a review of the literature. Prosthetics and Orthotics International, 2008.
• Спортивный арбитражный суд (CAS). Решение по делу Писториуса против IAAF (2008).
• Паралимпийский комитет России. Технические регламенты по спортивным протезам (2022).
• World Athletics. Competition Rules for Prosthetic Limbs (2023).