Prestazioni comparative dei piedini Dynamic Elastic Response

Recentemente è apparso sul mercato un nuovo tipo di piede protesico. Questo dispositivo è composto da un materiale composito in fibra di vetro. Manca la conoscenza delle caratteristiche prestazionali di questo nuovo dispositivo. Sono necessari studi completi per formare una solida base per la prescrizione di protesi. L'attuale studio ha cercato di comprendere l'esperienza degli amputati transtibiali che vivono in comunità utilizzando questo piede protesico. Nello specifico, le prestazioni biomeccaniche di questo dispositivo sono state confrontate con la tecnologia DER (Dynamic Elastic Response) convenzionale esistente in un ambiente di laboratorio controllato. I ricercatori hanno ipotizzato che il materiale composito in fibra di vetro fornisse un maggiore ritorno di energia e migliorasse le prestazioni cinematiche della caviglia.

Il disegno dello studio era una prova incrociata di misure ripetute in cui è stato cambiato solo il piede protesico. Ogni soggetto è stato testato utilizzando il proprio attuale piede protesico di accumulo e ritorno di energia in fibra di carbonio (CFPF) e il piede protesico di accumulo e ritorno di energia composito in fibra di vetro (Rush, Ability Dynamics) (FPF). La metà dei soggetti ha iniziato lo studio sul CFPF mentre l'altra metà ha iniziato con il FPF. In questo studio sono stati utilizzati tutti i tipi di CFPF. Ad ogni soggetto è stato concesso un periodo di acclimatazione (circa 4 settimane) prima del test, che era coerente con altri studi simili. La stessa presa e sospensione sono state utilizzate durante lo studio per eliminare queste variabili confondenti.

Per catturare il movimento di tutto il corpo è stato utilizzato un sistema di acquisizione del movimento ad alta risoluzione con 10 telecamere e un set di 51 marcatori riflettenti. I dati sulla traiettoria del marker tridimensionale sono stati raccolti a 120 Hz e filtrati utilizzando un filtro passa-basso Butterworth di quarto ordine con una frequenza di taglio di 8 Hz. Il set di pennarelli standard di Helen Hayes e alcuni pennarelli aggiuntivi sono stati applicati al soggetto. Marcatori aggiuntivi includevano un marcatore del pilone anteriore, un marcatore del pilone mediale, un marcatore del pilone laterale, marcatori del calcagno mediale destro e sinistro e marcatori del calcagno laterale destro e sinistro. Inoltre, i marcatori mediali del ginocchio sinistro e destro sono stati utilizzati per stabilire i centri dell'articolazione del ginocchio e sono stati poi rimossi per i percorsi pedonali. I soggetti indossavano scarpe da ginnastica da laboratorio standard per tutte le prove di deambulazione. Tutti i marker associati al piede sono stati posizionati all'esterno delle scarpe del soggetto.

Dopo l'applicazione del set di marcatori riflettenti, il soggetto ha eseguito i test mentre camminava su un terreno pianeggiante a una velocità autoselezionata e normalizzata, nonché su e giù per una rampa inclinata di 10 gradi. La velocità normalizzata controllata per la lunghezza della gamba normalizzando a un numero di Froude (Fr) di 0,25 dove Fr = v^2/gl e v è la velocità di camminata, g è la costante gravitazionale e l è la lunghezza della gamba usando il grande trocantere altezza come lunghezza della gamba. I cancelli a tempo sono stati utilizzati per controllare la velocità di camminata. Contemporaneamente, i dati sulla forza di reazione al suolo sono stati raccolti dalle piastre di forza a una frequenza di campionamento di 600 Hz. I dati di queste piastre di forza sono stati sincronizzati nel tempo con le telecamere di movimento. La rampa aveva una piastra di forza incorporata all'interno della rampa.