Geïndividualiseerd optimalisatie van een verstelbare prothesevoet om het energieverbruik tijdens het lopen te verminderen voor transtibiaal geamputeerden

Mensen met een onderbeenamputatie ervaren vaak een verminderde kwaliteit van
leven. De afname in kwaliteit van leven is in grote mate het gevolg van een
afgenomen mobiliteit. Om mobiliteit te vergroten, worden geamputeerden voorzien
van een kunstbeen die de biologische functie van het enkel-voet systeem
imiteert. Hedendaagse protheses slagen daar echter maar gedeeltelijk in,
waardoor geamputeerden een lage wandelsnelheid prefereren. Bij het wandelen met
gelijke snelheid kost het mensen met een onderbeenamputatie 35% meer energie in
vergelijking tot gezonde proefpersonen.
Om het energieverbruik tijdens het wandelen te verlagen en mobiliteit te
verhogen, moet de normale afwikkeling en afzet van de voet worden hersteld.
Problemen met het hergebruiken van opgeslagen energie en de timing hiervan
tijdens de afzet maken dit proces moeilijker. Daarom is het voorschrijven van
individuele prothesevoeten al meerdere keren benadrukt. Het individueel
voorschrijven is echter een complex proces, waardoor de effectiviteit van nieuw
ontwikkelde voeten niet voldoet aan de verwachtingen.
Een methode die dit proces zou kunnen verbeteren is 'mens in de cyclus'
optimalisatie, waarbij de eigenschappen van de prothesevoet systematisch worden
aangepast door gebruik te maken van een optimalisatie algoritme in reactie op
gemeten prestaties, om zo de menselijke prestatie te optimaliseren. Door middel
van deze methode kunnen de eigenschappen van de prothesevoet worden ingesteld
op de eigenschappen van de gebruiker, terwijl ook menselijke adaptaties
gedurende het proces worden meegenomen.

Het doel van het huidige onderzoek is om het effect van een prothesevoet, die
geoptimaliseerd kan worden via 'mens in de cyclus' optimalisatie, op de
metabole kosten van het wandelen voor mensen met een transtibiale amputatie te
onderzoeken.We willen zowel het effect van de eigenschappen van de prothesevoet
(de gewrichtsstijfheid en de uitlijning) als het effect van motorisch leren
gedurende het optimalisatieproces op de uiteindelijke afname van de metabole
kosten van het wandelen onderzoeken.

Pre-posttest quasi experimenteel design met herhaalde metingen

Proefpersonen zullen gebruik maken van een passieve prothesevoet met verstelbare gewrichtsstijfheid en uitlijning. Gedurende het optimalisatieproces, willen we de gewrichtsstijfheid en uitlijning optimaliseren om zo de metabole kosten van het wandelen te verlagen. De instellingen van de prothesevoet zullen we handmatig aanpassen. uiteindelijk zullen we de prothesevoet met optimale instellingen gevonden tijdens het optimalisatieproces vergelijken met de prothesevoet met standaard instellingen (gewrichtsstijfheid gelijk aan de fabrieksinstellingen van de persoon zijn/haar persoonlijke prothese en neutrale uitlijning) en de proefpersoon zijn/haar persoonlijke prothesevoet.

Proefpersonen worden twee maal uitgenodigd om naar het GRAIL lab in het centrum
voor revalidatie van umcg, Beatrixoord te komen. Tijdens deze bezoeken wordt
proefpersonen gevraagd om op een loopband te wandelen op een zelf te bepalen
voorkeurssnelheid. Een last voor de proefpersonen is dat ze tijdens de bezoeken
4 uur in het lab aanwezig moeten zijn en bijna een uur moeten wandelen op deze
zelf bepaalde wandelsnelheid.
Tijdens de bezoeken zullen de proefpersonen een prothesevoet dragen met
handmatig verstelbare gewrichtsstijfheid en uitlijning. Ondanks dat deze
aangemeten zal worden door een gecertificeerde instrumentmaker, kan dit
prototype oncomfortabel aanvoelen of spierpijn veroorzaken. Deze effecten zijn
echter niet anders dan wanneer een patiënt een persoonlijke prothesevoet
aangemeten krijgt in de klinische praktijk. Ondanks dat de prothesevoet
veelvuldig is getest op veiligheid en gebruik, bestaat er de onwaarschijnlijke
kans dat het prototype breekt, wat kan leiden tot een val. Om dit te voorkomen
zullen proefpersonen ten allen tijde een veiligheidstuigje dragen. Daarnaast
zal de onderzoeker altijd aanwezig zijn voor ondersteuning om een val te
voorkomen.