Quantitativ fundierter Socket-Design-Prozess

Hintergrund: Amputierte der unteren Gliedmaßen leiden unter chronischen gesundheitlichen Problemen wie Hautproblemen der Stumpfgliedmaßen, Schmerzen im unteren Rückenbereich und Arthrose. Diese Probleme werden durch hohe körperliche Aktivität und einen schlechten Sitz der Prothesenschäfte verschärft. Orthopädietechniker glauben, dass die Begrenzung der verbleibenden Femur- und Hautbewegungen die Kraftkopplung verbessern und dadurch diese Probleme angehen wird. Es liegen jedoch keine Daten vor, die belegen, wie sich Änderungen im Schaftdesign auf die verbleibende Femur- und Hautbewegung auswirken und im weiteren Sinne zu verbesserten, vom Patienten berichteten Ergebnissen führen.

Ziel/Hypothese: Ziel dieser Forschung ist es, den aktuellen Prozess zur Optimierung des Schaftdesigns zu verbessern, der Versuch und Irrtum beinhaltet und sich stark auf die Erfahrung und Intuition des Orthopädietechnikers verlässt, indem ein quantitativ informierter Optimierungsprozess verwendet wird. Die Hypothese ist, dass die modifizierbare Mechanik im Schaft, d. h. die verbleibende Femurbewegung, die Hautbelastung und der Druck innerhalb des Schafts, mit dem Schaftdesign und den Patientenergebnissen zusammenhängt und anhand leicht verfügbarer klinischer Messungen abgeschätzt werden kann.

Spezifische Ziele: Das erste Ziel besteht darin, die Schlüsselmerkmale der Mechanik im Schaft zu identifizieren, die mit der körperlichen Funktion und dem vom Patienten berichteten Komfort und der Funktion zusammenhängen. Das zweite Ziel besteht darin, leicht verfügbare klinische Messungen zu identifizieren, die mit den mechanischen Eigenschaften im Sockel verbunden sind, die mit den Ergebnissen zusammenhängen. Der Zweck dieses Ziels besteht darin, unsere Laborergebnisse aus Ziel 1 mit konventionelleren Modalitäten für die klinische Beurteilung zu korrelieren.

Forschungsstrategie: Vorläufige Daten belegen die Machbarkeit des vorgeschlagenen Forschungsplans und werden zu einer klinischen Pilotstudie führen. An den beiden Zielen werden 30 Oberschenkelamputierte beteiligt sein. Ein Hochgeschwindigkeits-Doppeldecker-Röntgensystem wird verwendet, um den Stumpf abzubilden, während die Teilnehmer auf einem Laufband mit Doppelgurtinstrumenten sowohl in ihrem aktuellen Schaft als auch in Schaften mit absichtlich verändertem Volumen, Randhöhe, Querschnittsgeometrie und Steifigkeit laufen. Die dreidimensionale (3D) Hautbewegung innerhalb der Pfanne wird bestimmt, indem die Bewegung von 40 bis 50 kleinen Metallperlen verfolgt wird, die vor dem Anlegen der Pfanne in einem Gittermuster auf der Haut des Stumpfes platziert werden. Die verbleibende Femurbewegung innerhalb der Pfanne wird mit Submillimetergenauigkeit mithilfe eines validierten Tracking-Prozesses bestimmt, der die aus der CT erhaltenen objektspezifischen Knochenmodelle mit den Doppeldecker-Röntgenbildern abgleicht. Der diskrete Druck im Sockel wird an vier Stellen mithilfe von Druckmesspads aufgezeichnet. Es werden auch leicht verfügbare klinische Messungen erfasst, darunter Ganganalyse, Fußbelastungsmuster, Bodenreaktionskräfte, Gewebesteifheit der verbleibenden Gliedmaßen und Hüftbewegungsstärke der Hüfte. Jeder Teilnehmer füllt klinische Fragebögen aus, um Komfort, Passform und allgemeine Zufriedenheit nach dem Tragen jeder Steckdose qualitativ zu bewerten. Die verschiedenen Schaftmodifikationen sollen die Mechanik des Restglieds im Schaft, die körperliche Funktion und die vom Patienten berichteten Ergebnisse beeinflussen (Ziel 1). Diese Beziehungen werden anhand eines verallgemeinerten linearen Modells bewertet. Die Korrelation zwischen den Messungen auf Forschungsniveau und den zugänglichen klinischen Messungen (Ziel 2) wird mithilfe bivariater Korrelationsanalysen bewertet. Die in den Zielen 1 und 2 gewonnenen Informationen werden zur Entwicklung eines quantitativ fundierten Schaftoptimierungsprozesses verwendet, wobei die mit der Schaftmechanik verbundenen klinischen Messungen zur Optimierung des Schaftdesigns herangezogen werden.