Einsparungen bei den Stoffwechselkosten für Unterschenkelamputierte, die den CESR-Fuß (Controlled Energy Storage and Return) tragen

Amputierte arbeiten härter und haben beim Gehen höhere Sauerstoffkosten als solche ohne Gliedmaßenverlust. Daher gehen Amputierte im Allgemeinen langsamer und ermüden schneller als intakte Personen. Der Verlust des Sprunggelenks als Antriebs- und Stützgelenk erfordert, dass der Amputierte beim Gehen zusätzliche Muskelarbeit mit der Hüfte, dem Rumpf und der kontralateralen Extremität verrichten muss. Diese erhöhte Muskelaktivität verbraucht zusätzliche Stoffwechselenergie und führt dazu, dass Amputierte härter arbeiten müssen, um mit der gleichen Geschwindigkeit zu gehen wie intakte Personen. Für einige Amputierte ist diese zusätzliche Anstrengung einfach nicht möglich, und ihr Verlust der funktionellen Gehfähigkeit führt zu einer fortschreitenden Spirale der Inaktivität, verminderten Leistungsfähigkeit und mehr Inaktivität. Umgekehrt kann eine größere Mobilität zu mehr Aktivität und einer noch erfolgreicheren Rückkehr an den Arbeitsplatz führen. Die gesundheitlichen Folgen für Amputierte, die nicht funktionstüchtig gehen können, sind multifaktoriell und kostspielig, nicht nur in Bezug auf die finanziellen Mittel für die Einrichtungen, die sich um sie kümmern, sondern auch für den Einzelnen selbst in Form einer verminderten Lebensqualität, erhöhter Behinderung und Schmerzen. Jüngste Entwicklungen haben zur Entwicklung einer neuartigen Fußprothese geführt, die die Energie der Druckkräfte während des Fersenkontakts nutzt, sie während der gesamten Mittelstellung speichert und sie beim Abstoßen in der Spätstellung zu einem optimalen Zeitpunkt freigibt. Dieses einzigartige Design mit kontrollierter Energiespeicherung und -freisetzung (CESR), das von einem Team an der University of Michigan, Ann Arbor, entwickelt wurde, reduziert nachweislich die metabolischen Kosteneinbußen beim Gehen mit einer Prothese (d. h. die erhöhten Kosten gegenüber dem normalen Gehen) im Vergleich dazu um 50 % Es wurden jedoch nur intakte Personen untersucht, die einen mit den Prothesenfüßen ausgestatteten Aircast-Stiefel trugen. Es ist wahrscheinlich, dass die erhöhte Energieeinsparung auch bei Unterschenkelamputierten zu beobachten ist. Junge, aktive Amputierte werden nach Operationen im Irak und in Afghanistan bald in das VA-System eintreten, und die Energieverbesserungen könnten dieser neuen VA-Patientengruppe zugute kommen. Der CESR-Fuß kann auch älteren, weniger aktiven Amputierten, die sich derzeit im VA-System befinden, erhebliche Einsparungen bei den Stoffwechselkosten bescheren. Durch die Verbesserung der Gangeffizienz werden Amputierte besser in der Lage sein, mit den Anforderungen des funktionellen Gehens Schritt zu halten, aktiver zu bleiben und viele der schwächenden Folgen einer eingeschränkten Mobilität hinauszuzögern. Daher schlagen wir vor, zunächst das Design des CESR-Fußes zu verfeinern und uns dabei auf die Energiespeicher- und Energiefreisetzungsmechanismen des CESR-Fußes zu konzentrieren. Je nach Gewicht und Geheigenschaften können sich für bestimmte Personen mehrere Federeigenschaften als optimal erweisen. Hierbei handelt es sich um einen iterativen Optimierungsprozess, bei dem die Leistungserzeugungs- und Absorptionseigenschaften des CESR-Fußes mithilfe einer computergestützten Ganganalyse bewertet und die gewonnenen Erkenntnisse zur weiteren Verfeinerung herangezogen werden. In der zweiten Phase wird ein dreiwöchiger Tragetest durchgeführt, um festzustellen, ob eine Verbesserung der Gangökonomie, eine Verringerung der Ermüdung, eine Verbesserung des Komforts oder eine Steigerung der täglichen Gehmenge erreicht werden kann. Ein validierter Fragebogen wird verwendet, um den Komfort und die Ermüdung jedes Amputierten während eines dreiwöchigen Versuchs in seinem herkömmlichen Fuß und mit dem CESR-Fuß zu bestimmen. Bei jedem Einzelnen werden über den gesamten Zeitraum von 3 Wochen Schrittzählungen durchgeführt, sowohl mit dem konventionellen Fuß als auch mit dem CESR-Fuß. Wir werden die gesamte Gangkinematik (Bewegung) und Kinetik (Kräfte) des Körpers mithilfe unseres Vicon 612-Systems sowie Stoffwechselmessungen mithilfe unseres VmaxST erfassen, um die Sauerstoffkosten für 24 Unterschenkelamputierte beim Gehen mit dem CESR-Fuß und ihrem herkömmlichen Fuß zu berechnen. Dies ermöglicht die Berechnung der Energiespeicherung und -abgabe des Fußes durch umgekehrte Dynamik und die Berechnung des Nettoeffekts auf die Einsparungen bei den metabolischen Energiekosten beim Gehen bei verschiedenen Geschwindigkeiten. Wenn sich der CESR-Fuß beim Gang von Amputierten in diesen Bereichen bewährt, wird unser nächster Schritt darin bestehen, eine multizentrische Studie mit anderen VA-Bewegungslabors durchzuführen und schließlich mit Ohio Willow Wood zusammenzuarbeiten, einem bekannten Prothesenhersteller, der Interesse an der Einführung des CESR-Fußes bekundet hat CESR-Fuß zum Markt.