Die Bedeutung des statischen Prothesenaufbaus für das Stehen und Gehen des Unterschenkelamputierten

Zusammenfassung

Der Einfluss von 3 Justierparametern einer Unterschenkelprothese (sagittale Fußposition, Plantarflexion, mediolaterale Fußposition) auf die Belastung und Bewegung der Gelenke der unteren Extremität wurde an 13 einseitig Unterschenkelamputierten untersucht. Das Ziel war, zu prüfen, ob zwischen dem statischen Prothesenaufbau und dem Gangbild ein systematischer Zusammenhang besteht, aus dem ein biomechanisch optimaler Prothesenaufbau ableitbar ist. Der Gang wurde mit kinemetrischen, kinetischen und elektromyographischen Verfahren objektiviert. Die Statik wurde mit dem Aufbaumessgerät “L.A.S.A.R Posture” bestimmt.

Der Aufbau hat nahezu keinen Einfluss auf die Muskelaktivität und die Gelenkmechanik des kontralateralen Beins. Dagegen bestimmt der Prothesenaufbau die Beanspruchung und die Bewegung des Kniegelenks in der Standphase am amputierten Bein deutlich und systematisch. Die sagittale Fußposition beeinflusst den maximalen Standphasenbeugewinkel. Die Plantarflexionsstellung des Fußes ändert die Zeitstruktur der Kniebewegung. Die mediolaterale Fußposition verursacht ihr entsprechende varisch oder valgisch wirkende Momente am Knie. Die Schwungphasenbewegung ist unabhängig vom Prothesenaufbau.

Das IEMG des M. vastus lateralis ist reduziert. Die Innervationscharakteristik des M. biceps femoris am prothetisch versorgten Bein ist völlig verändert. Die ischiokruralen Muskeln übernehmen die neuromuskuläre Aktion des M. gastrocnemius zur Kompensation des externen Streckmoments im 2. Teil der Standphase.

Die Prothesenstatik determiniert, ob das Kniegelenk beim Stehen und Gehen physiologisch beansprucht wird. Die korrekte Statik ist gekennzeichnet durch eine Rückverlagerung der anatomischen Knieachse zur Lastlinie in der Sagittalebene am stehenden Amputierten von etwa 15 mm. In der Frontalebene tangiert die Lastlinie die laterale Patellakante und trifft die Fußmitte etwa 5 cm vor dem Adapter. Beim Gehen ist auf die Ausführung der Kniebeugung in der Standphase zu achten.

Abstract

The influence of three alignment parameters of a transtibial prosthesis (sagittal foot position, plantar flexion, mediolateral foot position) on the load and motion of the lower extremity joints was investigated in 13 unilateral transtibial amputees. The aim was to determine whether a correlation exists between static prosthetic alignment and gait pattern that would allow an optimal biomechanical prosthetic alignment. The gait pattern was measured using kinematic, kinetic, and electromyographic methods. Statics was defined using the alignment apparatus L.A.S.A.R. Posture.

The electromyogram of the m. vastus lateralis and m. biceps femoris was recorded on both sides. The motion of joints is described by joint angles. External joint moments define the mechanical loads.

Alignment has almost no influence on muscle activity and joint mechanics of the contralateral leg. In contrast, prosthetic alignment affects clearly and systematically the load and motion of the knee joint during the stance phase on the ipsilateral side. The sagittal foot position influences the maximal flexion angle in the stance phase. The plantar flexion of the foot affects the temporal structure of knee motion. The mediolateral foot position causes correspondingly different varus and valgus moments acting on the knee. Swing phase motion does not depend on prosthetic alignment.

The iEMG of the m. vastus lateralis is reduced. Innervation characteristics of the m. biceps femoris on the prosthetically fitted leg has completely changed. The ischiocrural muscles take over the neuromuscular action of the m. gastrocnemius to compensate for the external knee extension moment during the second part of the stance phase.

Prosthetic statics determines if the knee joint is physiologically stressed in a standing posture and during walking. Statics will be correct if the anatomical knee axis of the standing amputee is located about 15 mm posterior to the load line in the sagittal plane. In the frontal plane, the load line touches the lateral patella border and strikes the middle of the foot about 5 cm anterior to the adapter. During walking, attention should be paid to performance of knee flexion in the stance phase.