Podobnie jak w filmie Forrest Gump , ortezy nadal były powszechnie określane jako aparaty ortodontyczne i jeszcze kilka lat temu były postrzegane bardziej jako urządzenia ograniczające z minimalną korzyścią terapeutyczną. Czasami powodowały nawet poważne komplikacje dla pacjentów.

Niezliczone niepowodzenia leczenia ortotycznego często można przypisać słabej funkcjonalności zastosowanych komponentów, co spowodowało słabą funkcjonalność ortezy jako całości. Sytuację pogarsza ciężar tradycyjnych materiałów budowlanych, takich jak skóra i stal. Bez inteligentnych systemów obliczeniowych do określania oczekiwanych obciążeń nie było możliwe wykonanie niezbędnych skomplikowanych obliczeń w celu precyzyjnego zaplanowania zabiegów ortotycznych. W rezultacie funkcja, stabilność i waga ortez była często nieodpowiednia dla odpowiednich pacjentów.

Wyzwania związane z optymalnym wykorzystaniem nowych materiałów, innowacyjnych komponentów i inteligentnych systemów obliczeniowych oznaczają, że awarie są wciąż powszechne w ortezach, które są obecnie dostarczane pacjentom. Sztywne i ciężkie konstrukcje nadal stanowią standard. Po negatywnych doświadczeniach z nieodpowiednimi i wadliwymi ortezami wózki inwalidzkie są niestety nadal zalecanym leczeniem w niektórych przypadkach urazów rdzenia kręgowego w wielu szpitalach.

Gdy potencjał leczenia ortotycznego nie zostanie wykorzystany, pacjenci, którzy mogą być w stanie poprawić chód, są zablokowani w ustalonej pozycji kostka-stopa. To z kolei prowadzi do nieefektywnego treningu chodu, czego skutkiem jest utrata możliwości przywrócenia fizjologicznego chodu pacjenta.

Wymagania AFO

Celem leczenia ortez u pacjentów dotkniętych schorzeniami neurologicznymi jest możliwie największe przybliżenie do chodu fizjologicznego. Ten cel wymaga, aby zarówno orteza jako całość, jak i jej poszczególne elementy miały wysoką funkcjonalność. Ponieważ orteza często poddawana jest ekstremalnym obciążeniom, konieczne jest jej skonstruowanie w taki sposób, aby była w stanie odpowiednio je wytrzymać. Oprócz wysokiej sprężystości, niska waga jest równie ważna dla skutecznego leczenia ortotycznego i akceptacji urządzenia przez użytkownika.

Wszechstronność w ortezie jest ważna w rehabilitacji. AFO musi spełniać cele pomocy medycznej i zapewniać korzyści terapeutyczne. Na przykład urządzenie powinno wspierać wczesny trening chodu, czy to za pomocą chodzika, kul, lasek czy poręczów.

Podczas gdy poprawa stabilności postawy jest najważniejsza podczas rehabilitacji, ruchy, które wykonuje pacjent, również nie mogą być ograniczone lub w jak najmniejszym stopniu możliwe. Jest to jedyny sposób zapewnienia utrzymania sukcesu osiągniętego podczas treningu chodu poza rehabilitacją.

W swoim artykule o ortezach pediatrycznych u dzieci z porażeniem mózgowym (CP) Grunt stwierdza, że ​​skuteczne ortezy są niezbędne we wspieraniu fizjoterapii i leczenia chirurgicznego. 1 W niektórych przypadkach dopasowanie ortezy musi być uzupełnione butami ortopedycznymi lub modyfikacjami lub modyfikacjami butów. Po latach Novacheck i in. oraz Owen i in. wspomnieć, że w zależności od patologicznego chodu pacjenta, wymagań lekarza i celu fizjoterapii ortopeda musi wytworzyć ortezę zapewniającą wymagany efekt dźwigni. 2,3

Dodatkowo wynik operacji powinien być podtrzymany ortezą, która zapewnia prawidłowe ustawienie i regulowany zakres ruchu (ROM) bez zakłócania fizjoterapii. Jest to punkt, w którym ortezy napotykają praktyczne trudności z powodu braku możliwości dostosowania ortezy do sił obciążenia, rozmiarów, poziomów aktywności i wymaganych momentów stawowych.

Ograniczenia aktualnych zabiegów ortotycznych

Novacheck i in. wspomnieć o sprzecznych celach w leczeniu ortotycznym dzieci dotkniętych CP. „Jedna orteza może nie być optymalna do osiągnięcia wszystkich celów. Podczas gdy zawiasowy AFO może pomagać w promowaniu przejściowych czynności z podłogi do stania, może również promować chodzenie kucające podczas chodzenia. Mogą występować różnice zdań w ustalaniu celów między fizjoterapeutami i fizjoterapeutami i ortopedzi ”. 2)

Wybór urządzenia zależy również od ciężkości i charakterystyki wzorca choroby. Podsumowano tutaj niektóre z najbardziej znanych metod leczenia ortotycznego, zapewniając krytyczny obraz ich zalet i wad.

Pacjenci z CP mogą być po prostu leczeni wkładkami ortopedycznymi z wkładką sensomotoryczną. Można to również zintegrować z ortezą supramalleolar (SMO). Orteza stóp i SMO University of California Biomechanics Lab (UCBL) zapewniają kontrolę nad stopami i koślawością kończyn tylnych oraz poprawiają kąt progresji stopy i stabilność postawy. Jeśli obszar ścięgna Achillesa nie jest objęty, SMO mają również cechy dynamiczne. Jednak w porównaniu z AFO nie pasywnie kontrolują ustawienie stawu skokowego w płaszczyźnie strzałkowej.

Stałe AFO (SAFO) wykonane z polipropylenu lub węgla nie umożliwiają żadnego ruchu w kostce i są powszechnie stosowane u pacjentów z ciężką spastycznością. Tak zwana reakcja AFO podłogi (FRAFO) z powłoką brzuszną blokuje również wszelkie ruchy anatomicznego stawu skokowego, w celu umożliwienia wyprostu kolana w pozycji końcowej.

Klasyczne zawiasy AFO blokują wszelkie zgięcie podeszwy i umożliwiają zgięcie grzbietowe ze zdefiniowanym punktem obrotu w anatomicznym stawie skokowym. Są one zwykle projektowane z elastomerowymi połączeniami sprężynowymi bez efektu sprężynowania lub ogranicznika zgięcia grzbietowego. Alternatywnie stosowane sprężyny śrubowe w złączach nie mają wysokiego efektu sprężynowego. Z drugiej strony, AFO z efektem sprężystym, zwane AFO sprężynami bocznymi, nie mają określonego punktu obrotu, określonego ani regulowanego ROM-u, ani regulowanego wyrównania. Materiał węglowy zapewnia większą sprężynę w przeciwieństwie do podobnych AFO wykonanych z polipropylenu.

System regulacji stawu skokowego nowej generacji

Można oczekiwać, że nowoczesna koncepcja ortezy będzie optymalnie dostosowana do potrzeb pacjenta.

Zarówno dynamiczne, jak i statyczne AFO powinny być wytwarzane z regulowanym stawem skokowym, aby leczyć patologiczny chód, a także zapewniać potrzebną pamięć ROM. Konieczna jest możliwość dopasowania ortezy do wzoru chodu, ponieważ pozycja stopy pacjenta podczas produkcji gipsu nieuchronnie różni się od jego pozycji pod obciążeniem. Regulowana pamięć ROM i wymienne jednostki sprężynowe umożliwiają reagowanie na zmiany patologicznego chodu, które mogą wystąpić podczas leczenia.

Zgodnie z tym uzasadnieniem niemiecka firma FIOR & GENTZ opracowała nowy regulowany system stawu skokowego, który został opatentowany w 2013 roku i był szeroko badany i stosowany w Europie i poza nią. Staw skokowy systemu NEURO SWING zapewnia trzy regulacje – siłę sprężyny, ustawienie ortezy i ROM – które można zmieniać osobno i nie wpływają na siebie. Wykonany jest z włókna węglowego i kevlaru.

Zalety nowoczesnego wspólnego projektu

Regulowany zgięcie podeszwy W wyniku tradycyjnego zablokowanego zgięcia podeszwowego
nadmierny moment obrotowy jest przykładany do dolnej części nogi i przenoszony na kolano. Stawia to wysokie zapotrzebowanie na mięsień czworogłowy uda (podobny do chodzenia w butach narciarskich) i może powodować zwiększoną hiperfleksję kolana u pacjentów ze słabymi mięśniami mięśnia czworogłowego i brzuchatego łydki. Jeśli orteza zezwala na fizjologiczne zgięcie roślin, można je stosować w leczeniu niewystarczających mięśni. Renata Horst, fizjoterapeutka i autorka książek o rehabilitacji neuro-ortopedycznej, pisze, że właściwe połączenia mózgowe są ustanawiane za pomocą impulsów motorycznych, a pojedyncze grupy mięśni są wzmacniane poprzez ukierunkowany trening mięśni. 4 Umożliwia to przeciwdziałanie postępującemu zanikowi mięśni, jak stwierdzili Goetz i in.5

Fizjologiczna funkcja wahacza pięty
Ze względu na anatomiczny punkt obrotu na tylnej części stopy znajduje się ramię dźwigni, które prowadzi od punktu uderzenia pięty przez kości piętowe do kostki. Podczas pierwszego kontaktu masa ciała uruchamia pasywną stopę opadającą przez tę dźwignię, która jest kontrolowana przez ekscentryczną pracę mięśnia piszczelowego przedniego. Inne ortezy, takie jak tylna sprężyna płytkowa AFO, nie pozwalają na tę dźwignię. Staw skokowy systemu NEURO SWING umożliwia pasywne zgięcie podeszwy poprzez zdefiniowany punkt obrotu i regulowany ROM w zgięciu podeszwy. Ruch ten jest kontrolowany przez sprężynę grzbietową.

Regulowane ustawienie kostki
Aby zapewnić wymagany efekt dźwigni, konieczne jest zastosowanie regulowanego stawu skokowego. Po pierwsze, ortezę można dopasować do patologicznego chodu pacjenta, a po drugie, można ją dostosować, gdy wystąpią zmiany w chodzie. Staw skokowy w systemie NEURO SWING umożliwia precyzyjną regulację ortezy w razie potrzeby. Owen zaleca określenie indywidualnego nachylenia dolnej części nogi, gdzie podstawowa wartość powinna wynosić 10-12 stopni kąta chwytu do pionu (SVA). 3)

Regulowana pamięć ROM
Po zabiegu lub u pacjentów leczonych przeciwskurczowo, może być konieczne częściowe lub całkowite zablokowanie pamięci ROM ortezy i zezwolenie na to dopiero później w trakcie terapii. Dlatego staw skokowy z indywidualnie regulowaną pamięcią ROM musi być zamontowany w AFO. Sensowne może być również leczenie pacjentów z CP lub udarem statycznym AFO, gdy nie można zasadniczo oczekiwać sukcesu fizjoterapeutycznego lub stopa jest poważnie zdeformowana.

Wysokie siły sprężyste
Patologiczny chód niektórych pacjentów po udarze wymaga bardzo dużych sił sprężystych. System stawu skokowego NEURO SWING pozwala uzyskać sprężyny talerzowe, które są ułożone w zwarte elementy sprężynowe, znacznie przewyższając efekty możliwe w przypadku tradycyjnych połączeń sprężyn elastomerowych lub zwojowych. Dwie jednostki sprężynowe umieszczone naprzeciwko siebie mają pozytywny wpływ na poczucie równowagi użytkownika, co powoduje stabilizację chodzenia i stania.

Wymienne jednostki
sprężyste Siła sprężyny w zgięciu podeszwy i zgięciu grzbietowym może być dostosowana do patologicznego chodu pacjenta za pomocą jednostek sprężystych o różnej sile. Pozwala to na większy zakres regulacji niż sprężyny wstępnie obciążone w konwencjonalnych AFO ze stawami skokowymi, takimi jak przegubowy metal AFO. Ta zmagazynowana energia jest zwracana z pozycji końcowej i dynamicznie wspiera podnoszenie pięty z ziemi.

Patologiczne systemy klasyfikacji chodu dla standardowego leczenia ortotycznego

Klasyfikacja chodu w Amsterdamie została opracowana specjalnie dla pacjentów z CP w Centrum Medycznym Vrije Universiteit (VU University) w Amsterdamie. Klasyfikuje pięć rodzajów chodu według pozycji kolana i kontaktu stopy z podłożem w pozycji środkowej (ryc. 1). Klasyfikacja jest równie odpowiednia dla pacjentów dotkniętych jednostronnie lub obustronnie i jest zalecana do standardowego leczenia ortotycznego.

Klasyfikacja chodu NAP (ryc. 2) 4 opisuje pozycję kolana w pozycji środkowej jako kompensację pozycji kości skokowej, aby umożliwić łatwą ocenę patologicznego chodu. Wyróżnia się dwa typy chodu, jeden z nadciśnieniem i jeden z hiperfleksją, każdy z odwróceniem lub wywróceniem stawu skokowego dolnej części stawu skokowego.

Klasyfikacja chodu w Amsterdamie i NAP umożliwia szybką klasyfikację pacjentów z CP i udarem mózgu zgodnie z ich wzorami chodu. Ułatwia to interdyscyplinarną komunikację, wybór właściwego leczenia, znormalizowane leczenie ortotyczne i kontrolę jakości.

Zalecana orteza jest dostosowywana do patologicznego chodu, masy ciała, ręcznego testu mięśni, dostępnej pamięci ROM i poziomu aktywności.

Planowanie ortezy i dobór elementów

W codziennej praktyce wybór elementu ortezy i materiału często zależy od osobistego doświadczenia, preferencji i odniesienia masy, ale bez solidnego lub konsekwentnego uwzględnienia sił obciążenia podczas chodu.

Programowy konfigurator ortezy wybiera optymalną kombinację komponentów systemu na podstawie danych pacjenta. System wybiera prawidłowy rozmiar kostki, siły sprężyny i komponent. Ponadto, wymagając dokładnych informacji i stosując skomplikowany system obliczeniowy, konfigurator podaje również zalecenia dotyczące stopy, stopki zgięcia grzbietowego, rodzaju ortezy, skorup ortezy oraz, w zależności od wybranej konfiguracji, dalszych szczegółów dotyczących ortezy.

Badania i publikacje

Skuteczność stawu skokowego nowej generacji , szczególnie systemu NEURO SWING, została zbadana w szerokim zakresie badań. Przedstawiciel opublikowanych prac, wyniki dużego holenderskiego badania Kerkum i in. u których 32 dzieci ze spastycznym CP leczono stawem skokowym systemu NEURO SWING, wymieniono tutaj. 6

• Zwiększenie nachylenia dolnej części nogi, kąta stawu i momentów stawu w pozycji środkowej poprzez zwiększenie skoku Wstawienie klinów pod sztywnym AFO (strojenie) prowadzi do znacznego wzrostu nachylenia dolnej części nogi oraz zgięcia kolana i biodra w pozycji środkowej i znaczny wzrost momentu zginającego kolano w pozycji środkowej.

• Zwiększenie momentów stawu w środkowej pozycji poprzez zwiększenie sztywności stopy Zwiększenie sztywności stopy powoduje znaczne zmniejszenie momentu zgięcia kolana w pozycji środkowej.

• Właściwości mechaniczne stawu skokowego systemu NEURO SWING Ponieważ elementy sprężyste stawu skokowego systemu NEURO SWING są wymienne, AFO można dostosować do indywidualnego chodu pacjenta. Konstrukcja daje jednostkom sprężynowym wartość progową, poniżej której nie ma ruchu w mechanicznym stawie skokowym (zagęszczanie jednostek sprężystych), gdy w anatomicznym stawie skokowym występują tylko niewielkie momenty. Ta wartość progowa obsługuje wyprost kolana na początku fazy postawy.

• Optymalna siła sprężyny dla pacjentów z CP ze zwiększonym zgięciem kolana w pozycji środkowej Czerwone i żółte elementy sprężyste stawu skokowego systemu NEURO SWING najlepiej nadają się dla dzieci z CP, które wykazują zwiększone zgięcie kolana w pozycji środkowej (chód typu 4 i 5). Żółta jednostka sprężynowa oferuje optymalną równowagę siły sprężyny i swobody ruchu i w najlepszy sposób przyczynia się do poprawy odpychania, co przekłada się na wysoki zwrot energii. Czerwona jednostka sprężynowa najbardziej efektywnie standaryzuje kąt połączenia dzięki stosunkowo wysokiej jednostce sprężyny i niskiej swobody ruchu.

• Zmniejszone zużycie energii podczas chodzenia z AFO i optymalna siła sprężyny Dzięki optymalnej sile sprężyny pacjent może znacznie zmniejszyć zużycie energii podczas chodzenia z AFO w porównaniu z chodzeniem w zwykłych butach. Wynika to z poprawy kąta stawu i momentów w fazie postawy, a nie ze wspomagania odpychania.

• Lepszy kąt kolana i nachylenie dolnej części nogi podczas chodzenia z AFO i optymalna siła sprężyny Optymalna siła sprężyny umożliwia znaczne zmniejszenie nadmiernego zgięcia kolana u pacjentów CP w połowie postawy podczas chodzenia z AFO i nachyleniem dolnej części nogi znacznie zmniejszony podczas chodzenia z AFO w porównaniu z chodzeniem w zwykłych butach.

• Nie potrzeba czasu, aby przyzwyczaić się do nowego AFO Po zaaklimatyzowaniu się w AFO, nie odnotowano dalszej poprawy ważnych parametrów chodu (parametr odległości w czasie, kąty stawu i momenty stawu). W związku z tym rutynowa praktyka kliniczna nie wymaga czasu na przyzwyczajenie się do urządzenia.