Automatische prothesevoetstijfheidsmodulatie om de balans te verbeteren (OSA)

Individuen met amputaties van de onderste ledematen lopen een groter risico om te vallen in vergelijking met valide en andere klinische populaties, en lopen een groter risico op levensveranderende verwondingen. Het hogere valrisico is voornamelijk te wijten aan het verlies van de spieren die de enkel kruisen, die van cruciaal belang zijn voor het behouden van de evenwichtscontrole. Prothetische hulpmiddelen zijn ontworpen om de juiste stijfheid te bieden voor de benodigde stabiliteit en ondersteuning. Hoewel uit onderzoek is gebleken dat de optimale stijfheid om het evenwicht te bewaren varieert bij ambulante activiteiten (bijvoorbeeld rechtuit lopen versus draaien), zijn de meeste klinisch voorgeschreven prothesen passief en bieden ze slechts een vast stijfheidsniveau. Van de in de handel verkrijgbare, aangedreven enkelvoetprothese is niet aangetoond dat deze de balanscontrole herstelt. Een prothetisch apparaat dat de enkelstijfheid actief aanpast bij verschillende ambulante activiteiten is dus van cruciaal belang om het veld vooruit te helpen en de balanscontrole te verbeteren voor mensen met amputaties van de onderste ledematen. Het doel van dit klinische onderzoek is het identificeren van prothesestijfheid die de balanscontrole optimaliseert bij personen met amputaties onder de knie terwijl zij typische ambulante activiteiten van het dagelijks leven uitvoeren. Door de enkelstijfheid af te stemmen op de taakvereisten, denken we dat we de balanscontrole aanzienlijk zullen verbeteren en het valrisico zullen verminderen voor mensen met amputaties van de onderste ledematen.

Elke deelnemer zal worden uitgerust met een nieuwe prothese die bestaat uit een prothesevoet met een laag profiel waarvan de stijfheidscategorie wordt bepaald door het lichaamsgewicht en activiteitenniveau (standaard klinische praktijk), een prothesevoet waarvan de stijfheidscategorie twee categorieën stijver is, en een andere waarvan de stijfheidscategorie twee categorieën stijver is, en een andere waarvan stijfheid is twee categorieën minder stijf. Deelnemers zullen hun bestaande prothesekoker en ophangsysteem blijven gebruiken, maar hun pyloonlengte zal indien nodig worden aangepast. Terwijl de verschillende onderzoeksprothesen in willekeurige volgorde worden gedragen, zullen in het motion capture-laboratorium negen ambulante activiteiten worden uitgevoerd.

1. Lopen op een vlakke ondergrond met een zelfgekozen snelheid.
2. Lopen op een vlakke ondergrond met 15% langzamer dan de zelfgekozen snelheid.
3. Lopen op een vlakke ondergrond 15% sneller dan de zelfgekozen snelheid.
4. Met een zelfgekozen snelheid een helling van 8% oplopen.
5. Met een zelfgekozen snelheid een helling van 8% aflopen.
6. Lopen op een vlakke ondergrond met een zelfgekozen snelheid terwijl ze een last van 5 kg in één hand dragen aan de prothesezijde.
7. Lopen op vlak maar oneffen terrein met een zelfgekozen snelheid.
8. Het lopen van een cirkel met een diameter van 2 meter op een zelfgekozen snelheid, met de prothesezijde aan de binnenkant van de cirkel.
9. Het lopen van een cirkel met een diameter van 2 meter op een zelfgekozen snelheid met de prothesezijde aan de buitenkant van de cirkel.

Ambulante activiteiten 1 tot en met 6 worden uitgevoerd op een loopband met instrumenten. De te vervoeren lading in activiteit 6 zal worden geconfigureerd als een boodschappentas met handvatten. Activiteit 7 wordt uitgevoerd op een loopband op rotsachtig terrein. Activiteiten 8 en 9 zullen bovengronds worden uitgevoerd over vijf krachtplaten ingebed in de laboratoriumvloer, waarbij de omtrek van een cirkel met een diameter van 2 meter wordt gevolgd. Tijdens alle activiteiten worden indien nodig rustpauzes voorzien.

De gegevens van deze experimenten zullen worden gebruikt om het piek-tot-piekbereik van het impulsmoment van het hele lichaam in het frontale vlak te berekenen (een maatstaf voor evenwichtscontrole). We veronderstellen dat er een optimaal gebruikersspecifiek stijfheidsprofiel bestaat dat de balanscontrole maximaliseert (dat wil zeggen, het piek-tot-piek bereik van het hoekmomentum van het hele lichaam in het frontale vlak minimaliseert gedurende de loopcyclus) voor elke ambulante activiteit.