Machbarkeitsstudie zur Verwendung intelligenter Vorlagen, die Korrekturansätze mit bestimmten Patientenmerkmalen verknüpfen, für die Anpassung von Unterschenkelprothesenschäften

Ein gut sitzender, bequemer Prothesenschaft ist für die 170 Millionen Menschen weltweit mit Amputationen eine dringende Priorität, da er sie daran hindert, ihre Ziele zu erreichen und am gesellschaftlichen Leben teilzunehmen. Für Kliniken, die Gelenkpfannen anbieten, besteht ein steigender Bedarf an Gliedmaßenprothesen, steigende Kosten und ein Mangel an Orthopädietechnikern (Personen, die den Patienten die Gliedmaßen anpassen). Der Prothesenschaft verbindet das verbleibende Glied einer Person mit dem Rest der Gliedmaße. Wenn ein Prothesenschaft nicht richtig sitzt, kommt es zu Hautreizungen, Blasenbildung und im schlimmsten Fall zu Geschwüren. Dies wird auch dazu führen, dass Patienten den Einsatz von Prothesen gänzlich meiden oder Klinikbesuche wiederholen. Aufgrund der unterschiedlichen Form der Gliedmaßen des Patienten, der Hauteigenschaften und der Fähigkeit, Druck zu tolerieren, ist die Konstruktion dieser Gelenke kompliziert. Daher besteht ein Bedarf, Orthopädietechniker dabei zu unterstützen, schneller und mit weniger Komplikationen, die dazu führen können, dass Patienten ihre Prothese nicht tragen möchten, den bestmöglichen Schaftsitz für den Patienten zu erreichen.

Beim Schaftdesign handelt es sich um einen Prozess namens Korrektur, der darauf abzielt, Komfort, Stabilität und Mobilität für den Prothesenträger zu optimieren. Um dies zu erreichen, entfernt der Orthopädietechniker Material oder fügt Material hinzu, um das endgültige Schaftdesign zu formen. Die Berichtigung ist ein sehr kompliziertes Problem; dennoch gibt es derzeit kaum Leitlinien oder Beweise, die den Prozess unterstützen. Dadurch ist der Schaft von den Fähigkeiten und der Erfahrung des einzelnen Orthopädietechnikers abhängig, der jahrelange Ausbildung und Erfahrung erfordert. Selbst dann kann es bis zu neun Klinikbesuche dauern, bis der Schaft optimal passt.

Die Entwicklung eines evidenzbasierten Schaftdesigns zur Verbesserung des Schaftsitzes ist ein vorrangiges Ziel der International Society for Prosthetics & Orthotics. Entscheidend hierfür ist die Fähigkeit, Informationen über frühere Sockeldesigns zu nutzen, um daraus zu lernen und das Verständnis für den Sockeldesignprozess zu verbessern. Dieses Bedürfnis reicht viele Jahrzehnte zurück, als Klasson 1982 die folgenden Fragen stellte, die bis heute ungelöst sind:

• Was ist eine gute Passform?
• Welche Informationen sind notwendig, um eine gute Passung zu erreichen?
• Welche Verarbeitung der Informationen ist notwendig, um zu einer guten Passung zu gelangen?

Seit 2014 haben Forscher der University of Southampton Technologien entwickelt, um den Bedürfnissen von Patienten und Kliniken gerecht zu werden, angeleitet durch Beiträge von Prothetikanbietern wie Opcare und Patienten. Diese Arbeit hat bisher zu weltweit führenden Forschungsarbeiten zur Formanalyse und Optimierung des Sockeldesigns sowie zur Ausgliederung eines Unternehmens (Radii Devices) geführt. Im Rahmen einer Zusammenarbeit mit Opcare wurde im November 2019 eine Studie durchgeführt, um die aktuelle Socket-Design-Software zu bewerten, die aktuelle Praxis zu verstehen und herauszufinden, wie das Socket-Design unterstützt werden könnte. Es wurden fünf Orthopädietechniker mit unterschiedlicher Erfahrung eingestellt und Schlüsselbereiche identifiziert, in denen Computersoftware verbessert werden kann, darunter:

1. Einbeziehung weiterer Daten zur Unterstützung des Designs;
2. eine intuitivere Benutzeroberfläche;
3. die Fähigkeit, sich an die individuellen Präferenzen des Arztes anzupassen.

Zu den Herausforderungen gehören die komplizierten 3D-Formen beim Steckdosendesign und die Frage, wie man aussagekräftige Daten über den Designprozess erhält und visualisiert. Forscher der University of Southampton und von Radii Devices haben einen Prozess entwickelt, der Computergeometrie, Datenwissenschaft und biomechanische Ingenieurskompetenz nutzt, um dies zu erreichen. Die entwickelte Software lernt aus früheren Schaftdesigns, um für einen einzelnen Patienten das optimale Schaftdesign vorzuschlagen. Diese Software wird im Rahmen dieser Forschungsstudie getestet, um sie mit dem aktuellen Designprozess von Opcare zu vergleichen. Dies wird es Forschern ermöglichen, die Stärken und Schwächen der Technologie zu verstehen und in die Entwicklung von Design-Software einzufließen, die diese Technologie optimal zur Unterstützung des Sockeldesigns einbezieht.