Gândește mai bine despre relația dintre greutatea și funcția dispozitivului
Majoritatea proteticienilor sunt de acord că dispozitivele protetice ar trebui să fie cât mai ușoare posibil, incluzând în același timp componentele cele mai sigure, eficiente și funcționale. Componentele contemporane ale gleznei se pot adapta la schimbările de pantă, facilitând mersul pe rampe sau alte suprafețe inegale și permițând o gamă mai largă de înălțimi ale călcâiului pantofului. Aceste componente pot conține unități hidraulice, microprocesoare și dispozitive de acționare generatoare de forță și sunt cu 100-250 la sută mai grele decât picioarele ușoare, cu răspuns elastic pasiv. De exemplu, piciorul Vari-Flex® al Össur cântărește 700g, iar piciorul BiOM® cântărește mai mult de 2.000g.
Care este relația dintre funcția componentă și greutate și în ce moment „mai greu” devine „prea greu?” Poate greutatea adăugată a unui impact de componentă avansat să funcționeze în mod dăunător? Trecerea de la componente protetice ușoare, cu revenire energetică la glezna piciorului, la versiunile hidraulice sau motorizate semnificativ mai grele necesită o evaluare suplimentară.
De ce mersul protetic necesită mai multă energie?
Caracteristicile de inerție și relația dintre costurile energetice sunt neclare
Majoritatea membrelor protetice au o greutate considerabil mai mică decât a membrelor anatomice pe care le-au înlocuit. Un membru protetic tipic transtibial poate cântări între 0,5 și 2 kg, în timp ce membrul pe care îl înlocuiește ar fi probabil mai aproape de 4 kg pentru un om de 70 kg. 6 În ciuda presupunerilor practicanților cu privire la greutatea protezei, cercetările experimentale nu au reușit să adune suficiente dovezi pentru a trage concluzii ferme cu privire la efectul creșterii masei protetice asupra costului energiei metabolice asupra mersului amputat. Gailey și colab. nu s-a găsit nicio corelație între costul energiei și masa protetică pentru masele protetice cuprinse între 2 și 2,7 kg. 2 Jans și Bach au raportat că costurile energetice nu au fost modificate atunci când masele mai mici de 1.125 kg au fost adăugate la protezele amutaților transtibiali unilaterali. 7
Pe de altă parte, Mattes și colab. iar Smith și Martin au examinat costul energiei și simetria mersului, în timp ce potriveau masa și momentul de inerție al membrului protetic cu partea intactă, adăugând între 0,85 kg și 2,6 kg. 8,9 Aceste studii au constatat că costul energiei și asimetria mersului au crescut odată cu creșterea masei. Smith și Martin au adăugat încărcătura în mai multe locații de pe membrul protetic și au constatat că costul energiei și simetria au fost afectate cel mai negativ atunci când sarcina a fost plasată distal, la nivelul gleznei. 9 Acest rezultat comun printre studiile care măsoară impactul masei adăugate susține cercetările Lehmann, care au constatat, de asemenea, că masa adăugată distal afectează negativ costul energiei metabolice. 10 Smith și Martin au comentat în concluziile studiului că creșterea distală a masei unei proteze ar trebui evitată, cu excepția cazului în care amputatul are alte beneficii. Această concluzie vizează tehnologia protetică mai nouă a gleznei, care încearcă să încorporeze motoare la glezna protetică. 9
Gleznele hidraulice sunt mai grele. Dar poate că e în regulă
În prezent, doar câțiva producători oferă glezne controlate de microprocesor: PROPRIO FOOT® al Össur și piciorul lui Endolite sunt două exemple. Aceste picioare cântăresc între 1 și 1,5 kg, cu 50-100 la sută mai mult decât un picior echivalent adecvat pacientului, pasiv de stocare a energiei. Deși motoarele din aceste glezne controlează acțiunea unităților hidraulice, care măresc și scad rata de compresie în funcție de necesitățile în timp real ale utilizatorului, aceste dispozitive nu includ dispozitive de acționare pentru a planta în mod activ flexia gleznei la poziția terminală.
Cercetările experimentale și rapoartele anecdotice demonstrează o primire pozitivă a unora dintre caracteristicile acestor picioare. Portnoy și colegii săi au ajuns la concluzia că utilizarea unei glezne hidraulice a redus stresul de priză internă, care ar putea proteja capătul distal al membrului rezidual de leziuni legate de presiune. 11 De Asha și colab. a constatat că utilizarea unui picior hidraulic controlat de microprocesor a crescut viteza de mers selectată de sine și a asigurat un transfer mai ușor de greutate la membrul protetic. 12 Alte câteva studii au discutat despre beneficiile mersului în sus și în jos pe rampe și scări cu dorsiflexie controlată hidraulic și flexie plantară. 13
Studiile au documentat, de asemenea, beneficii pentru partea intactă, care includ mai puțină forță de impact peste genunchi, șolduri și coloanei vertebrale. 14 De asemenea, s-a documentat că dorsiflexia activă a degetelor în timpul leagănului crește garda la sol, făcând piciorul mai sigur pentru utilizatorii care prezintă riscuri de cădere. 15 Datele experimentale privind costul energiei metabolice ale ambulării cu aceste dispozitive nu sunt disponibile în literatura publicată. Endolite a raportat în propria sa cercetare, de către Moser și colab., Că „în comparație cu protezele convenționale de returnare a energiei, rezultatele obținute de la nivel, în sus, în jos, la etaj și la parter au dus la încercări extinse de mers pe jos, care au arătat că noul picior de asistență hidraulică a oferit amputatilor capacitatea de a merge cu până la 8,5 la sută mai puțin efort. " 16 Această cercetare nu a fost încă publicată într-o revistă științifică evaluată de colegi.
Glezna alimentată este cu adevărat grea!
Un glezne protetic care a fost inițial dezvoltat de Hugh Herr, dr., Și grupul său de cercetare Biomecatronică de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) Media Lab, Cambridge, este capabil să imite unele dinamici ale gleznei anatomice; acum este disponibil comercial sub numele BiOM. Acest picior folosește un picior de carbon tradițional, în formă de J, la bază și un actuator de tip șurub unidirecțional care înlocuiește acțiunea complexului gastrocoleu. Acest picior a fost conceput pentru a se potrivi cu caracteristicile inerțiale ale anatomiei lipsă; cântărește 2 kg.
După cum sa discutat, sa demonstrat că o masă protetică de această magnitudine afectează negativ costurile energetice. 8 Cu toate acestea, Herr și Grabowski au demonstrat că costul energiei metabolice pentru utilizatorii acestui picior a fost redus cu 8-12 la sută și că cererea de energie a fost proporțional scăzută pe măsură ce viteza de mers a crescut. Au remarcat, de asemenea, că viteza de mers preferată a fost aceeași cu cea pentru subiecții apți, iar simetria spațială și temporală au fost îmbunătățite. Acest lucru indică faptul că glezna generatoare de energie oferă mai multe beneficii metabolice decât costul energetic asociat cu masa crescută.
Dezvoltatorii gleznei electrice speră să vadă că costul energetic al ambulației în rândul celor cu amputări scade de fapt la un punct mai mic decât cerințele persoanelor cu capacitate de muncă. 17 Ei sugerează că, din moment ce bateria și motorul fac unele lucrări de locomoție, atunci ar trebui să existe o cerere metabolică mai mică, deci ar trebui să fie necesară mai puțină energie pentru mers. Acestea indică lipsa unei legături rigide între membrul rezidual și priză ca un loc în care energia mecanică se poate pierde în picioare pasive mai ușoare.