Stopa Pivot-Flex: optymalny współczynnik sprzężenia między ruchami w płaszczyźnie poprzecznej i strzałkowej przy użyciu protezy adaptacyjnej skrętnej dla osób z amputacją kończyny dolnej

Ludzka kostka jest złożonym mechanizmem, który nie zachowuje się jak prosty zawias. Zamiast tego dozwolone są obroty we wszystkich trzech osiach, a niektóre są ze sobą sprzężone. W szczególności oś obrotu stawu skokowo-goleniowego podczas zgięcia stawu skokowego jest nachylona w dół i na boki względem poziomu, a rotacja waha się od 10 do 26 stopni u osobników. Ten obrót łączy ruch zgięcia podeszwowego i grzbietowego z odpowiednio zewnętrznym i wewnętrznym obrotem podudzia względem stopy. Ta cecha naturalnej kończyny nie została powtórzona w protezach stóp i kostek.

Osoby po amputacji kończyn dolnych codziennie wykonują tysiące kroków na protezie i żaden z nich nie wykazuje sprzężonego ruchu między płaszczyzną poprzeczną i strzałkową. Brak tego naturalnego sprzężenia może być związany z dużą częstością urazów tkanek miękkich kikuta, potrzebą chodu kompensacyjnego i ogólnym niezadowoleniem z protez.

Adaptery obrotu poprzecznego, składające się z prostych sprężyn skrętnych, są dostępne na receptę. Urządzenia te mogą zwiększać obroty w płaszczyźnie poprzecznej i zmniejszać momenty obrotowe w płaszczyźnie poprzecznej, ale ich stosowanie nie jest powszechne, a jeśli są nadmiernie zgodne, mogą zmniejszać stabilność chodu. Koszt, waga, wysokość budowy protezy i niemożność dostosowania sztywności przez użytkownika mogą odgrywać rolę w ich braku adopcji, ale może być również tak, że obrót w płaszczyźnie poprzecznej nie jest sprzężony z płaszczyzną strzałkową. W przypadku tych urządzeń ruch występuje tylko w płaszczyźnie poprzecznej, gdy zastosowany jest moment obrotowy w płaszczyźnie poprzecznej.

Te badania mają jeden konkretny cel: określenie optymalnego stosunku sprzężenia między ruchami w płaszczyźnie poprzecznej i strzałkowej przy użyciu nowatorskiej, skrętnie adaptacyjnej protezy dla osób po amputacji kończyn dolnych. Badacze dopasują próbną populację osób po jednostronnej amputacji kości piszczelowej za pomocą napędzanej silnikiem i sterowanej komputerowo protezy skrętnie adaptacyjnej.

Uczestnicy będą chodzić w linii prostej iw obu kierunkach po okręgu z protezą skrętnie adaptacyjną ustawioną w różnych proporcjach sprzężenia (kolejność ślepa i losowa).

Ogólne hipotezy tego badania są następujące: (H1) istnieje współczynnik sprzężenia między 0 (brak sprzężenia) a 1:2 (jeden stopień ruchu w płaszczyźnie poprzecznej na każde dwa stopnie ruchu w płaszczyźnie strzałkowej), który minimalizuje moment obrotowy gniazda w płaszczyźnie poprzecznej oraz (H2) w tym zakresie będzie istnieć stosunek sprzężenia preferowany przez osobę po amputacji.

Badania te pozwolą odkryć, jak najlepiej połączyć ruch w płaszczyźnie poprzecznej i strzałkowej w protezach osób po amputacji kończyn dolnych.