Une séquence appropriée d'alignement dynamique dans la prothèse transtibiale : aperçu à travers les moments de réaction de l'emboîture

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 458 (2023) Citer cet article

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L'alignement dynamique dans l'ajustement prothétique est important car il affecte la stabilité, la cinématique et la cinétique de l'utilisateur telles que les moments de réaction de l'emboîture. Elle est réalisée en ajustant la relation spatiale entre l'emboîture prothétique transtibiale et le pied après une analyse séquentielle observationnelle de la marche dans les trois plans anatomiques. Cependant, l'ordre des plans dans lesquels le réglage doit être effectué n'est toujours pas clair. Pour étudier la séquence appropriée d'ajustement de l'alignement dynamique, dix participants ayant subi une amputation transtibiale ont été invités à marcher dans différentes conditions d'alignement (flexion, extension, adduction, abduction ; translation latérale, médiale, antérieure et postérieure de l'emboîture, et flexion plantaire, dorsiflexion, inversion et éversion du pied) pour mesurer les moments de réaction de l'emboîture hors des plans (par exemple, l'effet de l'alignement sagittal sur le moment coronal). Une différence significative n'a été trouvée qu'entre la translation postérieure de l'emboîture, la flexion de l'emboîture et l'alignement de base dans le moment coronal (P = 0,02). Les résultats des études actuelles et précédentes suggèrent que les moments dans le plan coronal sont affectés par les changements d'alignement dans les trois plans, tandis que les moments dans le plan sagittal ne sont affectés que par les changements d'alignement sagittal. Il est suggéré que la procédure d'ajustements d'alignement soit finalisée dans le plan coronal.

La relation spatiale entre l'emboîture prothétique et le pied prothétique d'une prothèse transtibiale est définie comme "l'alignement prothétique"1. L'alignement prothétique influence la stabilité, le confort, les paramètres spatio-temporels, cinétiques et cinématiques pendant la marche chez les personnes amputées transtibiales2,3,4,5,6,7,8,9,10,11. L'alignement prothétique consiste en des ajustements angulaires et en translation des composants du dispositif prothétique. Les ajustements angulaires comprennent la flexion, l'extension, l'adduction et l'abduction de l'emboîture, ainsi que la dorsiflexion, la flexion plantaire, l'inversion, l'éversion et la rotation interne/externe (orteil vers l'intérieur/vers l'extérieur) du pied prothétique. Les ajustements en translation impliquent une translation antérieure, postérieure, médiale et latérale de l'emboîture par rapport au pied1. Traditionnellement, l'alignement prothétique est réglé dans l'ordre suivant : alignement au banc, alignement statique et alignement dynamique12.

L'alignement au banc est l'alignement effectué sur un établi avant la mise en place de la prothèse. Il a été recommandé comme suit : l'emboîture est fléchie et en adduction d'environ cinq degrés, et la ligne verticale partant du centre antéro-postérieur de l'emboîture au niveau du tendon médio-patellaire tombe en avant du talon-sein12,13 ou 18–65 mm en avant du centre du pied14 dans le plan sagittal. Dans le plan coronal, il est recommandé que la ligne verticale partant du centre médio-latéral de l'emboîture tombe latéralement de 10 à 30 mm par rapport au centre du talon12,13. Des procédures d'évaluation de l'alignement pré-banc ont également été signalées, telles que la méthode de l'axe d'alignement vertical (VAA)15,16,17 et l'alignement basé sur l'anatomie (ABA)14,16,17. De nos jours, les prothèses endosquelettiques sont prédominantes sur le marché et les fabricants ont des directives concernant l'alignement du banc pour chaque pied prothétique.

L'alignement statique est effectué alors qu'une personne amputée transtibiale se tient debout dans sa prothèse. Les prothésistes vérifient la planéité du bassin pour évaluer la hauteur de la prothèse et examinent si le pied prothétique est posé à plat sur le sol. L'utilisateur est invité à commenter le niveau de confort et la stabilité lors de l'ajustement et de la station debout avec la prothèse. Lorsque la position du pied est inappropriée et/ou que la posture/l'équilibre est mauvais, l'alignement doit être ajusté13. Des études antérieures ont suggéré que la composante verticale de la force de réaction au sol18,19 ou l'utilisation de radiographies antéropostérieures20 peuvent être utiles pour établir un alignement statique de manière appropriée.

Une fois l'alignement statique terminé, l'alignement dynamique est évalué et ajusté en fonction principalement de l'analyse de la démarche d'observation. L'observation visuelle de la marche et la perception des utilisateurs de prothèses sont couramment utilisées dans la pratique clinique pour guider l'alignement dynamique. Le prothésiste considère d'abord les caractéristiques physiques de l'utilisateur telles que la force musculaire, la longueur du membre résiduel, la confiance en la marche et le niveau d'activité. Celle-ci est établie à partir des observations des prothésistes ainsi que du retour d'expérience de l'utilisateur de la prothèse12,13. Au cours des essais de marche, les prothésistes observent la démarche de l'individu amputé transtibial pour identifier tout type de déviations dans les plans sagittal, coronal et transversal. Il convient de noter que les déviations de la marche sont généralement considérées comme étant liées à un désalignement dans le même plan tel que décrit dans les manuels utilisés pour la formation clinique1,12,13. Les prothésistes demandent également à l'utilisateur son niveau de confort lors de la marche avec la prothèse. Lorsqu'une déviation de la marche est identifiée comme étant associée à un mauvais alignement, des ajustements sont effectués pour minimiser la déviation et/ou l'inconfort, puis des essais de marche sont à nouveau effectués. Ce processus est répété jusqu'à ce que le prothésiste et l'utilisateur soient satisfaits21.

Des études antérieures ont indiqué que le jugement des prothésistes sur l'alignement dynamique peut ne pas être complètement fiable et précis. Par exemple, les commentaires des utilisateurs de prothèses tels que leur perception (par exemple, le confort/la plainte) de leur prothèse pendant la marche sont principalement exprimés verbalement, et les cliniciens doivent les interpréter avec soin et les relier aux facteurs contributifs potentiels. Il a également été rapporté que la perception des utilisateurs de prothèses n'est pas toujours précise et ne reflète pas nécessairement les changements d'alignement prothétique22,23. L'observation de la déviation de la marche est focalisée sur les paramètres cinématiques et temporo-spatiaux. Bien que certains angles articulaires aient été signalés comme étant affectés par les changements d'alignement (par exemple, une rotation interne accrue des pieds prothétiques peut augmenter l'angle maximal de flexion du genou)24, les effets des changements d'alignement sur les paramètres cinématiques peuvent ne pas être prévisibles25. De même, les paramètres temporo-spatiaux peuvent être influencés par les changements d'alignement, mais pourraient ne pas être un bon prédicteur des changements d'alignement prothétique25. Ces résultats sont cohérents avec un rapport de Zahedi et al., qui a montré que l'analyse observationnelle de la marche des changements d'alignement prothétique par les prothésistes peut ne pas être reproductible26.

En revanche, les paramètres cinétiques peuvent être utiles pour évaluer les écarts d'alignement prothétique. Il a été rapporté que les forces de réaction au sol sont affectées par les changements d'alignement prothétique pendant la marche5,7,10. Le moment de force mesuré avec les cellules de charge a montré une forte corrélation avec la pression intra-douille10. Le moment de réaction de la douille, ou le moment de force externe mesuré avec une cellule de charge intégrée dans les prothèses, a été signalé comme étant un bon prédicteur des changements d'alignement des prothèses transtibiales27,28,29. Chen et al. ont rapporté que l'utilisation du moment de réaction de l'emboîture conduirait à un alignement prothétique similaire aux méthodes conventionnelles basées sur l'observation des prothésistes et les commentaires de l'utilisateur, bien qu'il en résulte des moments de varus légèrement plus élevés30.

L'alignement dynamique doit être abordé dans les trois plans anatomiques (sagittal, coronal et transversal), cependant, un accord sur leur séquence et/ou priorité pour un alignement prothétique rapide et précis n'a pas été systématiquement atteint dans des recherches rigoureuses évaluées par des pairs. Plusieurs auteurs ont suggéré une séquence spécifique pour les ajustements sur chaque plan, mais il y a eu peu d'accord sur cette séquence. Il a été recommandé par Radcliffe et al. cet alignement dynamique doit d'abord être réglé dans le plan coronal, suivi du plan sagittal, car la stabilité dans le plan sagittal est cruciale et ne doit pas être obtenue tant que les ajustements dans le plan coronal ne sont pas terminés12,13. Il a également été rapporté qu'un réglage linéaire (ou translationnel) doit être effectué en premier, suivi d'un réglage d'inclinaison (ou angulaire)31. Cependant, on ne sait toujours pas si ces séquences (par exemple, d'abord dans le plan coronal, puis sagittal, ou translation d'abord, puis angulation) sont raisonnables. Il a été rapporté que les changements d'alignement transtibial dans le plan sagittal affectent de manière significative les moments dans le plan coronal, cependant, les changements d'alignement dans le plan coronal n'ont pas réciproquement influencé les moments du plan sagittal32. Sur la base de ces résultats, Kobayashi et al.32 ont suggéré que l'alignement dynamique devrait être effectué d'abord dans le plan sagittal suivi du plan coronal. Ainsi, le moment de réaction de la douille peut être utile pour déterminer l'ordre d'ajustement dans l'alignement dynamique. De plus, il convient de noter que la conclusion de leur étude semble incompatible avec la recommandation de Radcliffe et al. De plus, leur étude32 n'a pas clarifié les différences dans les effets entre les changements d'alignement en translation et angulaire sur les moments où le déplacement du pied depuis l'emboîture est égal (d sur la Fig. 1)23,33. La différence des effets des moments hors du plan entre les changements angulaires et les changements de translation doit être étudiée avec un déplacement égal afin de considérer l'ordre des ajustements angulaires et de translation. Il a également été rapporté que les angles de pincement/de pincement des pieds prothétiques affectent de manière significative les moments hors du plan (par exemple, dans le plan coronal)29. Il convient également de préciser si les changements d'angulation des pieds prothétiques dans le plan sagittal ou coronal (c'est-à-dire, dorsiflexion/flexion plantaire ou inversion/éversion) influencent les moments hors des plans. L'examen de l'effet des changements d'alignement de l'emboîture ou du pied sur les moments de réaction de l'emboîture hors des plans pourrait révéler la séquence appropriée d'ajustement d'alignement dynamique dans la prothèse transtibiale.

Déplacement égal (d) du pied prothétique dans les changements angulaires et les changements de translation.

Le but de cette étude était d'étudier les effets des changements d'alignement des prothèses transtibiales sur les moments de réaction hors plan de l'emboîture afin de rechercher la séquence appropriée d'ajustement dynamique de l'alignement. Nous avons émis l'hypothèse que la séquence des plans en alignement dynamique pourrait être déterminée sur la base des effets hors plan des changements d'alignement sur les moments de réaction de la douille29,32.

Dix participants (neuf hommes et une femme) ont été recrutés, qui appartenaient également au même groupe de participants d'une étude précédente33 (tableau 1). Leur âge moyen (ET : écart type), leur taille et leur masse corporelle étaient les suivants : 51,2 (13,5) ans, 170 (7,8) cm et 67,7 (8,5) kg. Les critères d'inclusion étaient d'avoir une amputation transtibiale unilatérale et d'être un déambulateur communautaire sans aide à la marche. Les critères d'exclusion étaient d'avoir des troubles orthopédiques et/ou neurologiques et d'avoir moins de vingt ans. Cette étude a été approuvée par le comité d'examen interne de la Graduate School of Comprehensive Rehabilitation, Osaka Prefecture University (numéro d'approbation : 2018-101) et menée conformément aux directives de la Déclaration d'Helsinki. Le consentement écrit fut obtenu de tous les participants.

Une pyramide prothétique instrumentée (Europa, Orthocare Innovations LLC, Edmonds, WA, USA) a été utilisée pour mesurer l'amplitude et le moment des moments de réaction de l'emboîture30,34,35. Un système de capture de mouvement en trois dimensions (Vicon, Vicon Motion Systems Ltd., Royaume-Uni) avec douze caméras infrarouges et deux plaques de force (AMTI, États-Unis) a été utilisé avec un ensemble de marqueurs Plug-in-Gait36 pour mesurer les paramètres de marche, y compris la vitesse. Le taux d'échantillonnage a été fixé à 100 Hz pour l'Europa et le système de capture de mouvement, et à 1000 Hz pour les plateformes de force.

Un adaptateur de serrage, un adaptateur coulissant, un pylône, un pied prothétique (LP Vari-Flex, Ossur HF, Reykjavik, Islande) et la pyramide prothétique instrumentée ont été utilisés pour construire une prothèse expérimentale utilisant la propre emboîture du participant (Fig. 2) . ID2 a utilisé une douille PTB avec une sangle de suspension de brassard, tandis que d'autres participants ont utilisé des douilles TSB avec des revêtements de verrouillage en silicone pour la suspension. Une jauge de niveau numérique (DP200Hi, STS Co. Ltd., Japon) a été utilisée pour vérifier les changements angulaires de chaque condition.

Une prothèse expérimentale avec la pyramide prothétique instrumentée (Europa).

La pyramide prothétique instrumentée a été installée au bas de l'emboîture prothétique de chaque participant. L'alignement de base a été établi par un prothésiste sur la base de l'observation, des préférences des participants et du système Compas (Orthocare Innovations LLC, Edmonds, WA, USA)30. L'alignement dans le plan sagittal incluait les conditions suivantes : (1) flexion/extension de trois degrés de l'emboîture, translation antérieure/postérieure de l'emboîture, (2) dorsiflexion/flexion plantaire de trois degrés du pied. Les conditions d'alignement dans le plan coronal comprenaient : (3) adduction/abduction à six degrés de l'emboîture, translation médiale/latérale de l'emboîture, (4) inversion/éversion à six degrés du pied. Le réglage dans le plan sagittal était limité afin de compenser la hauteur du talon du pied prothétique33. Ces conditions ont été fixées par rapport à l'alignement de base de chaque individu. Les translations ont été établies avec un déplacement égal avec des changements angulaires33 comme le montrent les Fig. 1 et 3. La moyenne (écart type) des perturbations translationnelles était de 22,67 (3,49) mm dans les changements angulaires de six degrés et de 11,35 (1,75) mm dans les changements angulaires de trois degrés.

Comparaison des changements d'alignement.

Les participants ont été invités à marcher sur une passerelle de 15 m à une vitesse auto-sélectionnée, et des données ont été recueillies pour chaque condition d'alignement. L'intervention était en aveugle unilatéral : les conditions d'alignement étaient fixées par le même prothésiste dans des ordres randomisés et les participants n'étaient pas informés de l'ordre des conditions d'alignement. Tous les participants étaient habitués à marcher sans chaussures en raison de leur culture locale, par conséquent, les chaussures n'étaient pas utilisées et leur influence potentielle sur la démarche a été éliminée. Les participants ont eu suffisamment de temps pour s'acclimater à la passerelle de 15 m avant chaque condition.

Pour collecter et exporter les données des moments de réaction des douilles pour le traitement des données, la version 1.3.2 de Compas (Orthocare Innovations LLC, Edmonds, WA, USA) a été utilisée. Dans le plan sagittal, les moments de flexion maximum, le % de position des moments de flexion maximum, le moment d'extension maximum, le % de position du moment d'extension maximum et le passage par zéro (le moment où les moments croisent zéro) ont été mesurés et moyennés. Dans le plan coronal, les moments d'appui à 5 %, 20 % et 75 % ont été mesurés et moyennés. Les valeurs négatives des moments de réaction de l'emboîture coronale/sagittale ont été définies comme des moments de varus/flexion, respectivement. Les magnitudes des moments ont été normalisées par la masse corporelle des participants. Ces paramètres ont été sélectionnés en fonction d'études antérieures23,29.

L'analyse statistique a été réalisée dans quatre groupes de comparaison (Fig. 3) comme suit :

Comparaison n° 1 : les effets des changements d'alignement de l'emboîture dans le plan sagittal sur les moments de réaction de l'emboîture coronale, y compris la translation ligne de base-flexion-postérieure et la translation ligne de base-extension-antérieure.

Comparaison #2 : les effets des changements d'alignement du pied dans le plan sagittal sur les moments de réaction de l'emboîture coronale, y compris la ligne de base-flexion plantaire-dorsiflexion.

Comparaison n° 3 : les effets des changements d'alignement de l'emboîture dans le plan coronal sur les moments de réaction de l'emboîture sagittale, y compris la translation initiale-adduction-médiale et la translation initiale-abduction-latérale.

Comparaison n°4 : les effets des changements d'alignement du pied dans le plan coronal sur les moments de réaction de l'emboîture sagittale, y compris la ligne de base-inversion-éversion dans le plan coronal.

Les vitesses de marche dans chaque condition d'alignement ont également été moyennées et comparées au sein de ces groupes de comparaison.

Lorsque la distribution normale a été confirmée par les tests de Shapiro-Wilk, une analyse de variance à mesures répétées (ANOVA) a été effectuée, et sinon, des tests de Friedman ont été effectués, suivis de tests post hoc avec la méthode de Bonferroni pour des comparaisons multiples. La taille de l'effet a également été calculée pour chaque comparaison (Eta carré partiel pour les mesures répétées ANOVA / W de Kendall pour les tests de Friedman). P < 0,05 a été défini comme significatif et SPSS ver. 26 (IBM Corporation, USA) a été utilisé pour l'analyse statistique.

Selon les résultats des tests de Shapiro-Wilk, des mesures répétées ANOVA ont été effectuées pour toutes les comparaisons, à l'exception de la position de 20 % du moment de réaction de l'emboîture coronale entre la ligne de base, la translation et la flexion postérieures, et la position de croix zéro et de pourcentage du moment d'extension maximal entre la ligne de base, l'adduction et la translation médiale, pour lesquelles des tests de Friedman ont été effectués.

Il n'y avait pas d'effets principaux significatifs sur les vitesses de marche (P = 0,66 : comparaisons entre la ligne de base, la translation antérieure et l'extension, et P = 0,90 : comparaisons entre la ligne de base, la translation postérieure et la flexion) (Tableau 2). Il y avait un effet principal significatif à 20 % d'appui parmi la translation-flexion initiale-postérieure (P = 0,02). Les tests post hoc ont indiqué des différences significatives entre la translation postérieure et la ligne de base (P = 0,007), ainsi que la flexion et la ligne de base (P = 0,044, Tableau 3, Fig. 4A, B).

Moment de réaction de l'emboîture dans le plan coronal sous les changements d'alignement sagittal de l'emboîture (comparaison n° 1). (A) Translation antérieure versus extension de l'emboîture. Les petits graphiques linéaires indiquent la position en pourcentage des moments de réaction de la douille (5, 20 et 75 %). (B) Translation postérieure versus flexion de l'emboîture. Les petits graphiques linéaires indiquent la position en pourcentage des moments de réaction de la douille (5, 20 et 75 %). Les moustaches indiquent les écarts-types. Un astérisque (*) indique P < 0,05. Un poignard (†) indique P < 0,01. Abréviations : BL : ligne de base, AT : translation antérieure, EX : extension, PT : translation postérieure, FL : flexion, % appui : pourcentage d'appui. NS : non significatif.

Il n'y avait pas d'effets principaux significatifs sur la vitesse de marche (P = 0,67 : comparaisons entre la ligne de base, la flexion plantaire et la dorsiflexion) (Tableau 2). Il n'y avait pas d'effets principaux significatifs parmi les conditions dans les paramètres liés à l'amplitude et au moment des moments de réaction de la douille (tableau 3, figure 5A).

Le moment de réaction de la douille sous l'alignement du pied change. (A) Moment de réaction de la douille dans le plan coronal sous les changements d'alignement sagittal des pieds prothétiques (dorsiflexion vs plantarflexion) (Comparaison #2). Les petits graphiques linéaires indiquent une position de 5, 20 et 75 % des moments de réaction de la douille. Les moustaches indiquent les écarts-types. (B) Moment de réaction de la douille dans le plan sagittal sous les changements d'alignement coronal des pieds prothétiques (inversion vs éversion) (Comparaison #4). Les petits graphiques linéaires indiquent les moments de réaction de pointe de flexion et d'emboîture d'extension, la position en pourcentage des moments de réaction de pointe de flexion et d'emboîture d'extension et le passage par zéro. Les moustaches indiquent les écarts-types. Abréviations : BL : ligne de base, DF : flexion dorsale, PF : flexion plantaire, IV : inversion, EV : éversion, NS : non significatif.

Il n'y avait aucun effet principal significatif sur la vitesse de marche (P = 0,46 : comparaisons entre la ligne de base, la translation latérale et l'abduction, et P = 0,23 : comparaisons entre la ligne de base, la translation médiale et l'adduction) (Tableau 2). Il n'y avait pas d'effets principaux significatifs parmi les conditions dans les paramètres liés à l'amplitude et au moment des moments de réaction de la douille (tableau 4, fig. 6A, B).

Moment de réaction de l'emboîture dans le plan sagittal sous les changements d'alignement de l'emboîture coronale (comparaison n° 3). (A) Abduction versus translation latérale de la douille. Les petits graphiques linéaires indiquent les moments de réaction de pointe de flexion et de prise d'extension, la position en pourcentage des moments de réaction de pointe de flexion et de prise d'extension et le passage par zéro. (B) Adduction versus translation médiale de l'alvéole. Les petits graphiques linéaires indiquent les moments de réaction de pointe de flexion et d'emboîture d'extension, la position en pourcentage des moments de réaction de pointe de flexion et d'emboîture d'extension et le passage par zéro. Les moustaches indiquent les écarts-types. Abréviations : BL : ligne de base, AB : abduction, AD : adduction, LT : translation latérale, MT : translation médiale, % position : pourcentage de position, NS : non significatif.

Il n'y avait pas d'effets principaux significatifs sur la vitesse de marche (P = 0,76 : comparaisons entre la ligne de base, l'inversion et l'éversion) (Tableau 2). Il n'y avait pas d'effets principaux significatifs parmi les conditions dans les paramètres liés à l'amplitude et au moment des moments de réaction de la douille (tableau 5, figure 5B).

Cette étude a examiné les effets des changements d'alignement de l'emboîture prothétique transtibiale (c.-à-d. flexion/extension, abduction/adduction et translation antérieure/postérieure, médiale/latérale avec un déplacement égal à l'alignement angulaire homologue) et du pied (c.-à-d. flexion plantaire/dorsiflexion , inversion/éversion) sur les moments de réaction de la douille hors plan afin de déterminer la séquence appropriée d'alignement dynamique. Comme les vitesses de marche n'étaient pas significativement différentes au sein de chaque groupe de comparaison, les changements d'alignement devraient être le seul facteur contribuant aux changements dans les moments de réaction de la douille.

Les résultats ont montré que seuls les changements d'alignement de l'emboîture dans le plan sagittal (c'est-à-dire la translation postérieure et la flexion) augmentaient significativement le moment de varus dans le plan coronal. Ceci était cohérent avec l'étude précédente, qui avait constaté que l'extension de l'emboîture diminuait significativement le moment de varus dans le plan coronal32. Les changements d'alignement du pied dans les plans coronal et sagittal n'ont pas montré de changements significatifs dans les moments de réaction de l'emboîture dans les plans hors des plans (c. moment de réaction de la douille). Ce résultat était également conforme à l'étude précédente32. Une étude antérieure a révélé que les changements d'alignement du pied prothétique dans le plan transversal (c.-à-d. pincement et pincement) affectaient de manière significative le moment de réaction de l'emboîture coronale29. C'était le seul effet significatif des changements d'alignement du pied sur le moment hors du plan.

L'alignement sagittal de l'emboîture affecte l'amplitude du moment de flexion dans la position initiale lorsque la force de réaction au sol est antérieure à l'articulation du genou37, et cela peut être le résultat d'une force de freinage provenant du membre résiduel et transférée à l'emboîture pour contrôler le genou. extension. En position tardive, l'alignement affecte le moment d'extension pour contrôler la flexion du genou, car le vecteur de force de réaction au sol pendant la propulsion est dirigé derrière l'articulation du genou. Lorsque la transition de ces forces est interrompue, la prothèse peut ne pas avancer en douceur, entraînant une contrainte anormale à l'interface résidu-emboîture qui affecte probablement le moment coronal. En revanche, les changements d'alignement coronal peuvent ne pas affecter le moment de réaction de l'emboîture sagittale car six degrés de changements d'alignement peuvent ne pas être suffisants pour influencer la force de freinage et de propulsion. Dans la pratique clinique, les ajustements angulaires supérieurs à six degrés par rapport à l'alignement de base peuvent ne pas être adoptés car ils se rapprochent de la limite des changements angulaires pour les composants conçus pour une utilisation quotidienne. Une étude plus approfondie est nécessaire pour étudier la relation entre l'alignement sagittal et le moment coronal d'une manière systématique et complète.

Des études antérieures ont révélé les effets systématiques des changements d'alignement sagittal de l'emboîture et du pied sur les moments de réaction de l'emboîture sagittale, et les effets des changements d'alignement coronal de l'emboîture et du pied sur les moments de réaction de l'emboîture coronale27,38,39. Il est probable que le moment de réaction de l'emboîture sagittale est simplement affecté par des changements d'alignement sagittal de l'emboîture et du pied, alors que le moment de réaction de l'emboîture coronale est affecté par des changements d'alignement dans les trois plans : changements d'alignement coronal de l'emboîture et du pied , changements d'alignement sagittal de l'emboîture et changements d'alignement transversal du pied. Par conséquent, il est suggéré de déterminer d'abord l'alignement sagittal, car même si des changements d'alignement coronal ou transversal sont effectués une fois l'alignement sagittal terminé, ces changements peuvent ne pas affecter de manière significative les moments de réaction de la douille sagittale. Bien que les changements d'alignement sagittal puissent potentiellement influencer le moment de réaction de l'emboîture coronale, le moment coronal peut être modifié par des changements d'alignement dans d'autres plans (c'est-à-dire coronal et transversal) pendant l'alignement dynamique.

Pour établir l'alignement coronal, il peut être nécessaire de considérer les effets de l'alignement transversal. Il est recommandé de déterminer les angles de pincement et de pincement en fonction du côté intact à l'alignement statique12. Cela pourrait être principalement dû à la préférence esthétique des utilisateurs. Par conséquent, les angles de pincement/de pincement sont généralement déterminés lors de l'alignement statique. Cependant, l'effet de l'alignement transversal déterminé lors de l'alignement statique doit également être pris en compte dans l'alignement dynamique car les changements d'alignement transversal affectent systématiquement le moment de réaction de l'emboîture coronale29. Par exemple, lorsque le pied prothétique est en rotation interne (c.-à-d. pincement) lors de l'alignement dynamique, cela peut augmenter l'amplitude du moment de varus dans la position tardive pendant la marche par rapport à l'alignement sur banc29. Un moment de varus plus important peut également être induit par des modifications excessives de l'alignement coronal (par exemple, éversion du pied39 ou translation/abduction latérale de l'emboîture23,27,38). Ainsi, dans ce cas, il devrait y avoir trois options pour les ajustements d'alignement dans les plans transversaux et/ou coronals (c. nécessaire.

Il n'y avait pas de différence significative liée au moment du moment de réaction de l'emboîture dans le plan hors du plan (c. moment de réaction de l'emboîture sagittale). Notre étude précédente a suggéré que dans le plan sagittal, les changements angulaires affectent principalement le moment du moment de réaction de la douille et que les changements de translation affectent principalement l'amplitude du moment de réaction de la douille33. En outre, cette étude a suggéré que les changements de translation dans le plan coronal affectent l'amplitude du moment de réaction de l'emboîture principalement dans la position moyenne à tardive et que les changements angulaires montrent un effet similaire, mais à un degré moindre dans la position tardive29. De plus, il convient de noter que les effets des modifications angulaires de l'emboîture sont équivalents aux effets combinés des modifications angulaires et translationnelles du pied (Fig. 1)33,39. Par conséquent, si un réglage angulaire ou de translation doit être effectué en premier doit être déterminé en fonction de leur effet sur le moment et/ou l'amplitude du moment de réaction de la douille.

Cette étude présente certaines limites. Comme les participants masculins étaient prédominants, il est difficile d'élucider davantage l'effet possible du sexe. Comme la longueur du membre résiduel et la longueur de la jambe variaient selon les participants, la même quantité de changement angulaire pouvait introduire différents déplacements (d sur la Fig. 1) à l'extrémité distale. Les participants à l'étude ont des niveaux d'activité relativement élevés (K3-4) et il n'est pas clair si des résultats similaires pourraient être révélés dans les populations à faible niveau d'activité (tableau 1). Le pied prothétique a été contrôlé dans cette étude et les effets des différentes conceptions de pied prothétique restent incertains. La période d'acclimatation a également été brève, de sorte que les effets à long terme sont inconnus.

En conclusion, cette étude a montré que l'alignement sagittal peut affecter à la fois les moments de réaction de l'emboîture sagittale et coronale, et l'alignement coronal peut affecter uniquement le moment de réaction de l'emboîture coronale. Selon ces résultats, la séquence appropriée d'ajustement de l'alignement des prothèses transtibiales devrait être d'abord dans le plan transversal en alignement statique (c. , réglage des angles de pincement/de pincement pour la symétrie de marche), puis dans l'alignement sagittal en procédure d'alignement dynamique, et enfin dans le plan coronal (Fig. 7). Il convient de noter que le moment de réaction de l'emboîture coronale peut être affecté par des changements d'alignement dans les trois plans. Par conséquent, notre hypothèse est soutenue et l'ajustement de l'alignement coronal doit être effectué en dernier lieu en tenant compte des effets hors plan. Ces résultats pourraient servir de guide clinique pour les processus d'alignement dans les prothèses transtibiales. Cependant, de futures études avec une taille d'échantillon plus grande, une population plus représentative avec une sélection plus large de conceptions de pieds et d'emboîtures prothétiques sont nécessaires pour valider cette directive et sa mise en œuvre dans la pratique clinique.

Un organigramme d'alignement dynamique utilisant le moment de réaction de la douille. Abréviation : SRM : moment de réaction de la douille.

Les ensembles de données générés pour cette étude sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

Childress, WL & Wurdeman, SSR Amputation transtibiale : prise en charge prothétique. Dans Atlas of Amputations and Limb Deficiencys (eds Krajbich, JI et al.) 493–508 (American Academy of Orthopaedic Surgeons, 2016).

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Les auteurs tiennent à remercier toutes les personnes qui ont participé à cette étude. Les auteurs n'ont reçu aucun soutien financier.

Université métropolitaine d'Osaka, Habikino City, Osaka, Japon

Hiroshi Hashimoto et Masataka Kataoka

Pacific Supply Co. Ltd., Daito City, Osaka, Japon

Hiroshi Hashimoto

Département de génie biomédical, Faculté de génie, Université polytechnique de Hong Kong, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong, Chine

Toshiki Kobayashi

Département de kinésiologie et de promotion de la santé, Université du Kentucky, Lexington, KY, États-Unis

Fan Gao

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Ce projet a été conçu par HH et TK La collecte de données a été effectuée par HH Les analyses de données ont été effectuées par HH et TK Le manuscrit a été rédigé par HH et TK L'examen critique et les modifications du manuscrit ont été effectués par FG et MKTK et MK a supervisé l'étude. Tous les auteurs ont lu et approuvé le manuscrit final.

Correspondance avec Toshiki Kobayashi.

HH est un employé de Pacific Supply Co. Ltd., le distributeur d'Europa au Japon. TK était un employé d'Orthocare Innovation LLC, le fabricant d'Europa. FG et MT ne déclarent aucun conflit d'intérêt potentiel.

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Réimpressions et autorisations

Hashimoto, H., Kobayashi, T., Gao, F. et al. Une séquence appropriée d'alignement dynamique dans la prothèse transtibiale : aperçu à travers les moments de réaction de l'emboîture. Sci Rep 13, 458 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-27438-1

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Reçu : 22 octobre 2022

Accepté : 02 janvier 2023

Publié: 10 janvier 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-27438-1

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