Srovnávací výkon nohou s dynamickou elastickou odezvou

Nedávno se na trhu objevil nový typ protetické nohy. Toto zařízení se skládá z kompozitního materiálu ze skleněných vláken. Chybí znalosti o výkonnostních charakteristikách tohoto nového zařízení. K vytvoření pevného základu pro předpis protetiky jsou zapotřebí komplexní studie. Současná studie se snažila porozumět zkušenostem lidí žijících v komunitě s transtibiální amputací pomocí této protetické nohy. Konkrétně byla biomechanická výkonnost tohoto zařízení porovnána se stávající konvenční technologií dynamické elastické odezvy (DER) v kontrolovaném laboratorním prostředí. Vyšetřovatelé předpokládali, že kompozitní materiál ze skelných vláken poskytuje větší návratnost energie a zlepšuje výkon kinematiky kotníku.

Návrh studie byl zkřížený pokus s opakovanými měřeními, kdy byla změněna pouze protetická noha. Každý subjekt byl testován pomocí jejich současné protetické nohy pro ukládání a návrat energie z uhlíkových vláken (CFPF) a kompozitní protetické nohy pro ukládání a návrat energie ze skleněných vláken (Rush, Ability Dynamics) (FPF). Polovina subjektů zahájila studii na CFPF, zatímco druhá polovina začala na FPF. V této studii byly použity všechny typy CFPF. Každý subjekt dostal před testováním aklimatizační období (asi 4 týdny), což bylo v souladu s jinými podobnými studiemi. V celé studii byly použity stejné zásuvky a suspenze, aby se eliminovaly tyto matoucí proměnné.

K zachycení pohybu celého těla byl použit 10 kamerový systém snímání pohybu s vysokým rozlišením se sadou 51 reflexních značek. Data o trojrozměrné trajektorii markerů byla shromážděna při 120 Hz a filtrována pomocí Butterworthova dolního propusti čtvrtého řádu s mezní frekvencí 8 Hz. Na subjekt byla aplikována standardní sada markerů Helen Hayes a některé další markery. Další markery zahrnovaly marker předního pylonu, marker mediálního pylonu, marker laterálního pylonu, markery pravého a levého mediálního calcaneus a markery pravého a levého laterálního calcaneus. Kromě toho byly levé a pravé mediální značky kolena použity pro stanovení center kolenního kloubu a poté byly odstraněny pro pěší stezky. Subjekty nosily standardní laboratorní atletickou obuv pro všechny testy chůze. Všechny značky spojené s nohou byly umístěny na vnější straně obuvi subjektu.

Po aplikaci sady reflexních značek prováděl subjekt testy při chůzi po rovném terénu samostatně zvolenou a normalizovanou rychlostí a také nahoru a dolů po 10° nakloněné rampě. Normalizovaná rychlost řízená pro délku nohy normalizací na Froudeho (Fr) číslo 0,25, kde Fr = v^2/gl, a v je rychlost chůze, g je gravitační konstanta a l je délka nohy pomocí většího trochanteru výška jako délka nohy. K řízení rychlosti chůze byly použity časovací brány. Současně byla sbírána data o reakční síle země ze silových desek při vzorkovací frekvenci 600 Hz. Data z těchto silových desek byla časově synchronizována s pohybovými kamerami. Rampa měla silovou desku zapuštěnou do rampy.