Kwantificering van bot- en huidbewegingen in het restledemaat van personen met transtibiale amputatie met behulp van dynamische stereoröntgenfoto's

Personen met een amputatie van de onderste extremiteit (LEA) ervaren vaak relatieve beweging tussen hun restledemaat en de prothesekoker, zoals verticale translatie en axiale rotatie, wat een inefficiënte dynamische belastingsoverdracht van de distale prothesecomponenten naar de restledemaat kan veroorzaken. Dit kan leiden tot aanzienlijke secundaire gevolgen, zoals pijn, loopafwijkingen en ongemakken die de mobiliteit en autonomie beperken. Er zijn beoordelingen van de relatieve beweging tussen het bot en de prothesekoker uitgevoerd, maar er zijn weinig bestaande gegevens over dynamische, in vivo kinematica van de stomp-koker, aangezien de meeste onderzoeken zijn uitgevoerd met behulp van niet-dynamische testprotocollen, statische metingen of met niet-gevalideerde motion capture-systemen op basis van oppervlaktemarkeringen. Dynamic Stereo X-ray (DSX) is een geavanceerde beeldvormingstechnologie die 3D-botbewegingen en weefsel-/voeringvervorming in een prothesekoker tijdens dynamische activiteiten kan kwantificeren.

Er is een aanzienlijke leemte in ons begrip van de complexe mechanica van de interface tussen stomp en koker tijdens dynamische activiteiten die het vermogen om het ontwerp van de prothese te verbeteren, beperkt. De doelstellingen van dit project zijn het ontwikkelen van de analytische tools om zowel de dynamische, in-vivo kinematica tussen het restledemaat en de koker te kwantificeren, als het mechanisme van deformatie van restweefsel/voering. Om de gevoeligheid van deze methodologie voor verschillen in kokerophanging te valideren, zullen 2 ophangsystemen geëvalueerd worden: verhoogd vacuüm en traditionele afzuiging. Er wordt verondersteld dat een efficiënte en zeer nauwkeurige methode om de dynamische interactie tussen het restledemaat en de prothesekom te kwantificeren gevoelig genoeg zal zijn om onderscheid te maken tussen verschillende soorten prothesekokerophanging, wat het biomechanische begrip van het ontwerp van de koker zal bevorderen. Om dit te doen, zullen de onderzoekers de volgende doelen nastreven: (1) Optimalisatie van de DSX-procedurele opstelling voor het nauwkeurig volgen van de prothesekoker, skeletkinematica en vervorming van weefsel/voering; (2) kwantificeren van de relatieve beweging tussen het tibiaresidu en de prothesekoker tijdens dynamische activiteiten; en (3) Het meten van de vervorming van de huid en voering in de prothesekoker tijdens dynamische activiteiten.

Eenentwintig deelnemers met transtibiale amputatie krijgen een koker die kan worden opgehangen via zowel verhoogd vacuüm als traditionele afzuiging. Deelnemers ondergaan een acclimatiseringsperiode van 4 weken en worden vervolgens getest in de DSX-faciliteit. DSX zal worden gebruikt om bewegingen van het skelet en de huid/voering te volgen onder beide ophangingstechnieken tijdens 3 dynamische activiteiten: lopen op de loopband met zelfgekozen snelheid, snel lopen (10% sneller) en een step-down beweging. De prestaties van de twee ophangingstechnieken (actieve EV en traditionele afzuiging) zullen worden getest door de 3D-botbeweging van het tibiaresidu ten opzichte van de prothesekom te kwantificeren en de vervorming van de voering en het zachte weefsel op het raakvlak tussen de koker en het residu te kwantificeren.

Door gebruik te maken van de analytische hulpmiddelen voor een uiterst nauwkeurige, in-vivo-beoordeling van beweging van de stomp-kom, kan essentiële basisinformatie worden verstrekt om te helpen bij de ontwikkeling van nieuwe methoden en technieken om de pasvorm van de prothese te verbeteren en die het potentieel hebben om secundaire fysieke comorbiditeiten te verminderen en degeneratieve veranderingen die het gevolg zijn van complicaties van slechte prothetische belastingsoverdracht.