Prothetische Füße und Knöchelkomponenten

Prothetische Füße und Knöchelkomponenten sind die terminalen Unterschenkelkomponenten, die den Boden berühren, den Aufprall beim Fersenauftritt absorbieren und den Abrollvorgang gestalten, der den Körper während der Standphase vorwärtsbewegt. Ihr Design reicht von einfachen gepolsterten Füßen bis hin zu energiespeichernden und -rückführenden sowie artikulierenden Knöchel-Fuß-Mechanismen, wobei jeder ein unterschiedliches Gleichgewicht aus Stabilität, Energierückgabe und Anpassungsfähigkeit an das Gelände bietet.

Definition

Eine prothetische Fuß- und Knöchelkomponente ist die terminale Unterschenkelkomponente, die Bodenkontakt, Stoßdämpfung und einen kontrollierten Abrollvorgang während der Standphase ermöglicht, wobei sich die Designs hinsichtlich der Speicherung und Rückgabe von Energie sowie der Knöchelbewegung unterscheiden.

Scope

Dieses Thema behandelt die funktionelle Rolle des prothetischen Fuß-Knöchels beim Gehen, die wichtigsten Designklassen (Solid-Ankle Cushion-Heel, Ein- und Mehrachser, energiespeichernde und -rückführende sowie angetriebene oder hydraulische Knöchel) und die biomechanischen Auswirkungen dieser Designs auf das Gehen von Amputierten. Es handelt sich um eine Referenzübersicht über Fuß-Knöchel-Komponenten und nicht um eine Verschreibungs- oder Anpassungsanleitung.

Core questions

• Welche Funktionen muss ein prothetischer Fuß-Knöchel während der Standphase des Gangs bereitstellen?
• Wie unterscheiden sich Solid-Ankle Cushion-Heel-, Mehrachs- und energiespeichernde und -rückführende Designs biomechanisch?
• Wie beeinflusst die Energiespeicherung und -rückgabe den metabolischen Energieaufwand und die Muskelaktivität beim Gehen?
• Welche vergleichende Evidenz gibt es für verschiedene Knöchel-Fuß-Mechanismen?

Key concepts

• Abrollen in der Standphase
• Stoßdämpfung beim Fersenauftritt
• Solid-Ankle Cushion-Heel (SACH) Design
• Einachsige und mehrachsige Knöchel
• Energiespeicherung und -rückgabe (ESR)
• Hydraulische und angetriebene Knöchel
• Metabolischer Energieaufwand des Gehens

Mechanisms

Während der Standphase muss der Prothesenfuß den Fersenauftritt dämpfen, einen kontrollierten Übergang des Beins über den Fuß (Abrollen) ermöglichen und Stütz- und Abstoßmerkmale für die Vorwärtsbewegung bereitstellen. Ein Solid-Ankle Cushion-Heel-Fuß verwendet eine komprimierbare Ferse und einen starren Kiel; Mehrachs-Designs fügen Inversion-Eversion und Rotation hinzu, um unebenem Gelände gerecht zu werden; energiespeichernde und -rückführende Füße verwenden flexible Kiele, die sich unter Last verformen und zurückfedern, um Energie in der späten Standphase zurückzugeben. Artikulierende, hydraulische und angetriebene Knöchel modulieren die Knöchelbewegung weiter und fügen bei angetriebenen Designs eine positive Nettoarbeit hinzu. Diese Unterschiede beeinflussen Bodenreaktionskräfte, die Belastung des Restglieds, die Muskelaktivität und den metabolischen Energieaufwand des Gehens, welche häufige Ergebnisse in biomechanischen Studien sind.

Clinical relevance

Die Auswahl des Fuß-Knöchel-Systems beeinflusst, wie flüssig eine Person geht, wie die Prothese Steigungen und unebenes Gelände bewältigt und welchen Aufwand das Gehen erfordert. Das Verständnis der Optionen unterstützt gemeinsame Entscheidungen in der Rehabilitation. Dieses Thema beschreibt das Komponentenverhalten und die Evidenz zu Referenz- und Bildungszwecken; es ist keine Grundlage für individuelle Verschreibungs- oder Anpassungsentscheidungen.

Evidence & guidelines

Eine Cochrane-Übersicht über prothetische Knöchel-Fuß-Mechanismen ergab eine begrenzte Evidenzbasis mit kleinen Studien und heterogenen Ergebnissen, die keinen Mechanismus eindeutig als überlegen etablierten. Nachfolgende biomechanische Studien berichten über messbare, aber variable Effekte von energiespeichernden und -rückführenden sowie artikulierenden Designs auf Gang und Energieverbrauch, wobei die Anpassung des Fußtyps an das Individuum weiterhin im Vordergrund steht.

History

Frühe Prothesenfüße waren starr oder einfach gepolstert, wobei das Solid-Ankle Cushion-Heel-Design lange Zeit als Referenz diente. Die Einführung von energiespeichernden und -rückführenden Füßen mit Kohlefaser- und Verbundstoffkielen im späten 20. Jahrhundert lenkte die Aufmerksamkeit auf die dynamische Energierückgabe, und spätere hydraulische und angetriebene Knöchel zielten darauf ab, adaptive Bewegung und aktiven Abstoß hinzuzufügen.

Debates

Verbessern energiespeichernde und -rückführende Füße das Gehen im Vergleich zu einfacheren Designs signifikant?

ESR- und artikulierende Füße können Bodenreaktionskräfte, Muskelaktivität und Energiekosten verändern, aber Übersichten und vergleichende Studien berichten über inkonsistente oder moderate Effekte, die vom Aktivitätsniveau des Benutzers abhängen, wodurch ihr Vorteil gegenüber einfacheren Füßen für viele Benutzer umstritten bleibt.

Seminal works

• hofstad-2004
• goh-1994
• ventura-2011

Frequently asked questions

Was ist ein energiespeichernder und -rückführender Prothesenfuß?

Es ist ein Fuß mit einem flexiblen Kiel, oft aus Kohlefaser oder Verbundmaterial, der sich während der Standphase unter Last verformt und in der späten Standphase zurückfedert, um einen Teil der gespeicherten Energie zurückzugeben, um die Vorwärtsbewegung zu unterstützen.

Worauf bezieht sich der SACH-Fuß?

SACH steht für Solid-Ankle Cushion-Heel, ein seit langem etabliertes Design mit einem starren Kiel und einer komprimierbaren Ferse, die den Aufprall beim Fersenauftritt ohne ein artikulierendes Knöchelgelenk dämpft.