Rendimiento comparativo de los pies de respuesta elástica dinámica

Recientemente ha aparecido en el mercado un nuevo tipo de pie protésico. Este dispositivo está compuesto de un material compuesto de fibra de vidrio. Falta conocimiento sobre las características de rendimiento de este nuevo dispositivo. Se necesitan estudios exhaustivos para formar una base sólida para la prescripción de prótesis. El estudio actual buscó comprender la experiencia de los amputados transtibiales que viven en la comunidad usando este pie protésico. Específicamente, el rendimiento biomecánico de este dispositivo se comparó con la tecnología convencional de respuesta elástica dinámica (DER) existente en un entorno de laboratorio controlado. Los investigadores plantearon la hipótesis de que el material compuesto de fibra de vidrio proporcionó más retorno de energía y mejoró el rendimiento de la cinemática del tobillo.

El diseño del estudio fue un ensayo cruzado de medidas repetidas en el que solo se cambió el pie protésico. Cada sujeto fue evaluado usando su actual pie protésico de fibra de carbono con almacenamiento y retorno de energía (CFPF) y el pie protésico compuesto de fibra de vidrio con almacenamiento y retorno de energía (Rush, Ability Dynamics) (FPF). La mitad de los sujetos comenzaron el estudio con el CFPF mientras que la otra mitad comenzó con el FPF. En este estudio se utilizaron todos los tipos de CFPF. A cada sujeto se le dio un período de aclimatación (alrededor de 4 semanas) antes de la prueba, lo cual fue consistente con otros estudios similares. Se utilizó el mismo encaje y suspensión durante todo el estudio para eliminar estas variables de confusión.

Se utilizó un sistema de captura de movimiento de alta resolución de 10 cámaras con un conjunto de 51 marcadores reflectantes para capturar el movimiento de todo el cuerpo. Los datos de la trayectoria del marcador tridimensional se recopilaron a 120 Hz y se filtraron utilizando un filtro de paso bajo Butterworth de cuarto orden con una frecuencia de corte de 8 Hz. Se aplicaron al sujeto el juego de marcadores estándar de Helen Hayes y algunos marcadores adicionales. Los marcadores adicionales incluyeron un marcador de pilón anterior, un marcador de pilón medial, un marcador de pilón lateral, marcadores de calcáneo medial derecho e izquierdo y marcadores de calcáneo lateral derecho e izquierdo. Además, se usaron marcadores de la rodilla media izquierda y derecha para establecer los centros de las articulaciones de la rodilla y luego se quitaron para los senderos para caminar. Los sujetos usaron calzado deportivo estándar de laboratorio para todas las pruebas de caminata. Todos los marcadores asociados con el pie se colocaron en el exterior de los zapatos del sujeto.

Después de la aplicación del conjunto de marcadores reflectantes, el sujeto realizó pruebas mientras caminaba sobre terreno nivelado a una velocidad normalizada y seleccionada por él mismo, así como también subiendo y bajando una rampa inclinada de 10 grados. La velocidad normalizada controlada por la longitud de la pierna mediante la normalización a un número de Froude (Fr) de 0,25, donde Fr = v^2/gl, y v es la velocidad al caminar, g es la constante gravitacional y l es la longitud de la pierna usando el trocánter mayor la altura como la longitud de la pierna. Se utilizaron puertas de tiempo para controlar la velocidad de marcha. Simultáneamente, los datos de la fuerza de reacción del suelo se recopilaron de las placas de fuerza a una frecuencia de muestreo de 600 Hz. Los datos de estas placas de fuerza se sincronizaron en el tiempo con las cámaras de movimiento. La rampa tenía una placa de fuerza incrustada dentro de la rampa.