Artur BOGUCKI

Polskie Towarzystwo Ortotyki i Protetyki Narządu Ruchu

http://www.prz.rzeszow.pl/mech/konferencje/mwm6/Bogucki.doc

WSPÓŁCZESNE ZASADY PROTEZOWANIA
KOŃCZYNY DOLNEJ

Praca przedstawia wskazania i typowe trudności techniczne oraz medyczne za­opatrzenia protetycznego kończyny dolnej.

Świadczenia zdrowotne będące czynnościami z zakresu zaopatrywania w przed­mioty ortopedyczne wyszczególnia Ustawa z dnia 30 sierpnia 1991 r. o zakładach opieki zdrowotnej (art. 3 ust.1 pkt. 14) oraz Ustawa o powszechnym ubezpieczeniu zdrowotnym (art. 31 ust. 2 pkt. 9). Nieustający postęp nauk medycznych i inżynieryj­nych uwypukla odrębność i specyfikę zagadnień ortotyki i protetyki narządu ruchu, które nadal pozostają problemem społecznym i organizacyjnym.

Wydzielamy dwie anatomiczne klasy protez ortopedycznych: protezy kończyny górnej oraz protezy kończyny dolnej. W klasie protez kończyny dolnej rozróżniamy cztery ich rodzaje:

1. Protezy części stopy.

2. Protezy goleni.

3. Protezy uda.

4. Protezy całej kończyny dolnej.

Amputacje w obrębie stopy podobnie jak różnice w długości stopy można uzupeł­nić miękką wkładką do obuwia standardowego, jednakże w celu maksymalnego skory­gowania chodu oraz dla zapobieżenia powstania zmian w biomechanice stopy pacjent powinien być zaopatrzony w: a) samonośne protezowe uzupełnienie stopy, b) protezę części stopy z ujęciem cholewkowym lub c) protezowe obuwie ortopedyczne. Protezy samonośne części stopy są uzupełnieniem budowanym w oparciu o reguły dotyczące wkładek protezowych, które w zależności od oczekiwań kosmetycznych pacjenta mogą być artystycznie opracowane.

W przypadku amputacji części stopy czynnościowy wynik protezowania uzależ­niony jest od możliwości kompensacji funkcji statycznej i dynamicznej stopy (rys. 1). Kwalifikując pacjenta do zabiegu amputacji części stopy należy zwrócić szczególną uwagę na zbilansowanie siły przenoszonej przez ścięgno Achillesa, która doprowa­dzając do końskostopia skutkuje modzelami i owrzodzeniami na przednio - dolnej po­wierzchni kikuta stopy [12].

Rys. 1. Części statyczne i dynamiczne stopy

Paluch staje się punktem stałym przyczepów mięśni, które działają na podudzie w fazie uniesienia pięty [3]. W przypadku amputacji palucha funkcję tę zastępuje się w obuwiu ortopedycznym sprężystą taśmą stalową. Dla zapewnienia dobrego podłoża dla głów kości śródstopia należy zastosować wkładkę jak w przypadku stopy płaskiej nie utrwalonej i wypełnić przestrzeń po paluchu. W celu uniknięcia zapadania się skóry wierzchniej podnoski powinny sięgać ponad przodostopie.

U pacjentów po amputacji w obrębie śródstopia dochodzi do wydłużenia amputo­wanej kończyny w wyniku przewagi zginaczy podeszwowych stopy, co wymaga pod­wyższenia obuwia drugiej kończyny. Cholewka wysokość 18 - 20 cm powinna mocno przylegać do nogi oraz mieć dobre zamknięcie ponad stawem skokowym. Podnosek powinien sięgać do przodostopia natomiast zakładka poza przodostopie łącząc się z podnoskiem. W celu dobrego ujęcia pięty zakładka powinna być podwyższona o 3 cm. Obcas może sięgać do przodostopia celem uniknięcia złamania stalowej taśmy w pode­szwie. Przestrzeń po amputowanym przodostopiu należy uzupełnić z miękko wyścielo­nym wyżłobieniem dla kikuta.

Po amputacjach w stawie Choparta lub Lisfranca występuje nie w pełni wydolny kikut, który wymaga podobnego obuwia jak przy amputacji w obrębie śródstopia, ale cholewka musi mieć wysokość 23 - 25 cm, natomiast język należy ukształtować z bar­dzo mocnej skóry z wąską sprężystą taśmą stalową dosztywniającą staw skokowy [5].

Amputacja całej stopy wymaga zaopatrzenia protezą goleni ze stopą protezową. Typowa stopa SACH (Solid Ankle, Cushion Heel) umożliwia amortyzację obcasem, a brak ruchu w stawie skokowym ułatwia wahadłowe kroczenie naprzemienne. Najnow­sze generacje stóp protezowych opracowywane są celem zapewnienia propulsji, która redukuje wydatek energetyczny związany z chodem utykającym. Dynamiczne stopy akumulują energię odkształcenia obcasa, a bardziej wyrafinowane konstrukcje również energię odkształcenia elementu podudziowego, celem uzyskania efektu propulsji.

Po amputacji w okolicy stawu skokowego konieczne jest (z uwagi na brak miejsca) zastosowanie specjalnej stopy protezowej o obniżonym profilu. Poszerzony obrys ki­kuta w części dystalnej warunkuje wykonanie leja protetycznego nie odwzorowującego naturalnych kształtów, co skutkuje złym wynikiem kosmetycznym, rzadko akceptowa­nym przez kobiety [7].

Typowa proteza goleni wykonywana jest na kikut o długości kości piszczelowej około 13 cm (na granicy 1/3 bliższej i środkowej k. piszczelowej) [12]. Kikut zaopa­trzony miękkim lejem wewnętrznym umieszczony jest w leju protetycznym połączo­nym ze stopą protezową konstrukcją:

• zewnątrzszkieletową, odwzorowującą naturalny kształt kończyny,

• wewnątrzszkieletową, osłoniętą pokryciem kosmetycznym.

Powszechnie stosowana od 1959 r. proteza typu PTB (Patellar Tendon Bearing) zapewnia przeniesienie sił masy ciała na skórę w okolicy [12]:

1. więzadła właściwego rzepki,

2. kłykcia przyśrodkowego k. piszczelowej,

3. szczytu kikuta.

Zapewnienie takiego rozkładu sił jest wynikiem wykonania odlewu gipsowego przy zgięciu w stawie kolanowym 30º, a następnie dokonaniu modyfikacji polegają­cych na:

• wcięciu w okolicy więzadła właściwego rzepki,

• odbarczeniu występów kostnych,

• zapewnieniu stabilizacji przez nacisk na tkanki miękkie bocznej i tylnej po­wierzchni kikuta,

• pozostawieniu wolnej przestrzeni dla ścięgien zginaczy stawu kolanowego.

Proteza typu PTB zamocowana jest: a) zawieszeniem szelkowym z elastycznym pa­skiem nadkłykciowym, b) tulejką udową z szynami z ruchem wolnym w przegubie stawu kolanowego, c) zmodyfikowanym kształtem leja typu nadrzepkowo / nadkłyk­ciowego - PTS (Prothèse Tibiale Supracondylienne), typu nadkłykciowego:

• KBM (Kondylen-Bettung-Münster) z zawieszeniem klinem wkładanym pomię­dzy ścianę przyśrodkową leja, a kłykieć przyśrodkowy k. udowej,

• w modyfikacji kosmetycznej, z użyciem materiałów sprężystych (rys. 2),

• d) samonośnym lejem wewnętrznym z trzpieniem mocującym w leju protetycz­nym (rys. 3).

Rys. 2. Proteza goleni typu KBM                 Rys. 3. Samonośny lej wewnętrzny z trzpieniem                                                                          mocującym w leju protetycznym

Zastosowanie tulejki udowej z szynami wbudowanymi do protezy umożliwia kontro­lowanie stawu kolanowego w przypadkach jego niestabilności. Natomiast w celu uzyskania efektu odciążenia całego kikuta podudzia (np. po amputacjach ze wska­zań naczyniowych) do protezy wbudowuje się ortezę dwuszynową z tulejką podpiera­jącą guz kulszowy. Kikuty goleni o długości powyżej 15 cm są trudne do zaprotezo­wania z uwagi na [12]: zły wynik kosmetyczny uwarunkowany szablowatym kształtem kikuta, niedostateczne pokrycie kości tkanką miękką w odcinku obwodowym.

Krótkie kikuty goleni (długości mniejszej niż szerokość trzech palców poniżej przyczepów zginaczy stawu kolanowego u pacjentów dorosłych) nie dysponują wy­starczającą dźwignią do napędu protezy [12]. W takich przypadkach wykonywane są protezy udowe, charakteryzujące się zastosowaniem modułu przegubu kolanowego, zgodnie z regułami obowiązującymi przy protezowaniu po zabiegu wyłuszczenia w stawie kolanowym. Wprawdzie ustawienie krótkiego kikuta goleni w zgięciu 90º (po­zycja klęczna) daje w pełni wydolny kikut oporowy to jednak wynik kosmetyczny i funkcjonalność protezy są niezadowalające. Zabieg wyłuszczenia w stawie kolanowym wymaga zaopatrzenia protezą konstrukcji wewnątrzszkieletowej z zastosowaniem przegubu kolanowego o specjalnym ustawieniu osi, umożliwiającym uniknięcie nad­miernego wydłużenia komponenty udowej protezy. Rozwiązania takie są kosztowne.

Typowa proteza uda wykonywana jest na kikut, którego kość udową skrócono o 13 cm mierząc od szpary stawu kolanowego osoby dorosłej, oraz z poprawnie zbilan­sowanym układem mięśniowym [12]. Współczesne osiągnięcia w dziedzinie protetyki ortopedycznej sprawiły, że zabieg amputacji nie może być postrzegany przez chirur­gów jako proste odjęcie kończyny, gdyż mioplastyczny kikut sterujący nowoczesną protezą to nowy narząd ruchu [4].

Obecnie na rynku dostępna jest cała gama różnych modułów protezowych, które muszą być precyzyjnie dobrane do warunków anatomicznych amputanta, wydolności kikuta i oczekiwanej aktywności fizycznej. Jedna z najszerszych ofert dotyczy modu­łów przegubów kolanowych poczynając od drewnianych mechanizmów jednoosio­wych z ruchem wolnym, przez tytanowe mechanizmy wieloosiowe wspomagane me­chanicznie, pneumatycznie czy hydraulicznie do rozwiązań z wbudowanym mikropro­cesorem sterowanym sensorami umieszczonymi w elemencie podudziowym (rys. 4). Trzeba jednak pamiętać, że pełne wykorzystanie ich możliwości wymaga zastosowania pełnokontaktowego leja protetycznego (rys. 5). Protezy z lejami pełnokontaktowymi, które zapewniają równomierny rozkład sił umożliwiają osiągnięcie najlepszego wyniku funkcjonalnego, jednakże muszą być wykonane z wyjątkową dokładnością [10]. W przypadku pacjentów z niepełną wydolnością kikuta, lub osób w wieku starszym wy­konywane są protezy z lejem czworobocznym podpierającym pod guz kulszowy (rys. 5), lub leje o kształcie trójkątnym podpierające pod krętarz większy.

Kikuty udowe krótsze niż 8 cm poniżej gałęzi kości łonowej, u osoby dorosłej, za­opatrywane są specjalnymi protezami całej kończyny dolnej (z ujęciem miednicy), które unieruchamiają staw biodrowy i posiadają dodatkowy przegub w udowym ele­mencie protezy.

Brak kikuta udowego jest wskazaniem do zaopatrzenia protezą całej kończyny dol­nej. Od 1953 r. wzorcową konstrukcją pozostaje w takich przypadkach proteza kana­dyjska, której lej obejmuje całą miednicę i jest szczelnie domodelowany ponad grze­bieniami kk. biodrowych. Pierwotnie proteza ta posiadała konstrukcję zewnątrzszkie­letową z ruchem wolnym w przegubach stawu kolanowego i biodrowego [1]. Przesu­nięcie osi stawu biodrowego do przodu względem mechanicznej osi protezy całej koń­czyny dolnej, a osi stawu kolanowego ku tyłowi powoduje, że przy pełnym obciążeniu powstają momenty obrotowe powodujące ryglowanie przegubów protezy (rys. 6).

Po amputacjach całej kończyny dolnej szybki proces formowania kikuta umożliwia wczesne zaopatrzenie protezą ostateczną [9].

Rys. 4. Najnowsze rozwiązanie                                      Rys. 5. Lej z podparciem pod guz kulszowy         
konstrukcyjne protezy

Rys. 6. Proteza stosowana przy krótkich kikutach i po wyłuszczeniu w stawie biodrowym

W dopasowywaniu przedmiotów ortopedycznych obowiązuje reguła trójpunkto­wego oddziaływania konstrukcji technicznej na obejmowany odcinek ciała [6]. Po za­biegu wyłuszczenia w stawie biodrowym konieczne jest szczelne ujęcie grzebieni kk. biodrowych uniemożliwiające przyśrodkowe przemieszczanie guza kulszowego, co mogłoby doprowadzić do opierania leja na brzegach panewki. Pozostawienie głowy k. udowej i krętarza poprawia warunki protezowania i pozwala zachować przyczepy bar­dzo silnych mięśni [2].

Podstawowym warunkiem prawidłowego wykonania protezy ortopedycznej jest umiejętne wypełnienie formularza miarowego oraz pobranie miary gipsowej. Wyko­nanie leja w technologii laminowania na odlewie gipsowym, w którym dokonano sto­sownych modyfikacji jest najbardziej rozpowszechnione. Do wzmocnienia konstrukcji wykorzystuje się matę z włókna szklanego lub węglowego, natomiast umiejętne roz­prowadzenie żywic o różnej twardości i elastyczności warunkuje sposób zamykania protezy i komfort codziennego jej użytkowania. Wykonanie pokrycia kosmetycznego z materiałów gąbczastych o różnej gęstości poprawia wynik estetyczny i przedłuża okres jego użytkowania, jednakże efekt końcowy uzależniony jest głównie od zdolności arty­stycznych wykonawcy.

Najbardziej wyrafinowane technologie zakładają budowanie protez ortopedycz­nych w oparciu o wypełnienie formularza miarowego i zapisanie obrazu w technologii cyfrowej. Dane te, po odpowiednim przetworzeniu umożliwiają obrabiarce cyfrowej wyrzeźbienie odpowiednika odlewu gipsowego. Tak wykonana proteza próbna zostaje odesłana celem przymierzenia i naniesienia stosownych poprawek, po uwzględnieniu których wykonywana jest proteza właściwa. Wprawdzie wykorzystanie komputerów w produkcji protez ortopedycznych zwiastuje istotne zmiany w technologii, jednakże nie należy oczekiwać dezaktualizacji opinii Prof. Hohmanna z 1923 r.: „kupowanie ma­sowo produkowanych wkładek ortopedycznych nie jest właściwym rozwiązaniem za­gadnienia. Podobnym problemem jest dostarczanie okularów i protez szczękowych. Okulary kupujemy u optyka, lecz na zlecenie lekarza”, która dotycząc innych przed­miotów ortopedycznych nadal pozostaje ponadczasową uwagą generalną.

W przypadku pacjentów po amputacji przezmiednicznej konieczne jest wydłużenie leja ku górze, które zapewni podparcie pod łuki żebrowe, trzecim punktem pozostaje szczelnie ujęty grzebień k. biodrowej (rys. 7).

Popularyzacja protez o konstrukcji wewnątrzszkieletowych zdezaktualizowała po­dział na protezy tymczasowe (konstrukcje wewnątrzszkieletowe umożliwiające zmianę kątowych wstawień elementów oraz wymianę leja wraz ze zmianą kształtu kikuta w procesie jego formowania i obkurczania mięśni) oraz protezę ostateczną (konstrukcje zewnątrzszkieletową odwzorowującą naturalne kształty i ustawienia protezy tymcza­sowej). Współczesnym odpowiednikiem protezy tymczasowej jest lej próbny wykorzy­stywany do przetestowania poprawności modyfikacji wprowadzonych przy obróbce odlewu gipsowego lub celem przemodelowania kikuta przy zmianie techniki prote­tycznej. Coraz częściej w procesie pierwotnego formowania kikuta i wczesnej rehabi­litacji ruchowej stosowane są konfekcjonowane protezy terapeutyczne. Wśród protez terapeutycznych rozróżniamy protezy z lejem pneumatycznym (stosowane głównie w lecznictwie zamkniętym z uwagi na konieczność ograniczania czasu stosowania) oraz protezy z regulowanym lejem (umożliwiające częściowe obciążanie kikuta i zachowa­nie stereotypii chodu naprzemiennego oraz stanowiące wczesne uzupełnienie kosme­tyczne). Modyfikowanie leja protezy terapeutycznej możliwe jest przez zastosowanie regulowanych zapięć (rys. 8) lub zastosowanie niskotemperaturowych materiałów ter­moplastycznych. W konsekwencji aktualny podział podstawowy protez kończyny dol­nej przedstawia tab. 2.

Rys. 7. Proteza stosowana po amputacji                    Rys. 8. Modyfikacja leja protezy poprzez
przezmiednicznej                                           zastosowanie zapięć

Postęp technologiczny i cywilizacyjny umożliwił osobom niepełnosprawnym udział w życiu zawodowym i sportowym, ale z uwzględnieniem uprzywilejowanych reguł. Niejednokrotnie podjęcie aktywności zawodowej lub sportowej związane jest z koniecznością zaopatrzenia pacjenta w dodatkową protezę wykraczającą poza opisane wyżej standardy postępowania, a która może być stosowana czasowo. Przykładem może być rolnik lub sportowcy, którzy po amputacji potrafią przebiec 100 m w czasie poniżej 12 sek. Rolnik chodząc po niestabilnym podłożu, który musi mieć protezę o konstrukcji zewnątrzszkieletowej celem zwiększenia odporności na uszkodzenia me­chaniczne oraz wbudowane szyny kontrolujące staw kolanowy [8]. W przypadku sportowców, celem zapewnienia wytrzymałości na przeciążenia i umożliwienie więk­szej dynamiki, stosowane są specjalne stopy protezowe, które wyglądem odbiegają od naturalnych kształtów, umożliwiają one wprawdzie chód jednak należy uznać go za niewydolny.

LITERATURA

1. Burgess E. M., Zettl J. H.: Amputations and Prosthetic Management of the Hip. Flexor and extensor tendo injuries. Surgery of the Hip Joint. Philadelphia: Lea & Febiger; 1973: 411 - 427.

2. Dega W.: Ortopedia i Rehabilitacja. Warszawa: PZWL; 1984.

3. Dziak A.: Anatomia stopy. Warszawa: PWSZ; 1973.

4. Garlicki M. Chirurgia urazowa. Warszawa: PZWL; 1971.

5. Meier H.: Obuwie Ortopedyczne. Wydawnictwo przemysłu lekkiego i spożywczego. War­szawa 1959.

6. Międzybłocki T.: Biomechanika protez kończyn dolnych. Technika Ortopedyczna. War­szawa: PZWL; 1962; 4, 38-76.

7. Myśliborski T.: Rodzaje amputacji. Technika Ortopedyczna. Warszawa: PZWL; 1962; 2, 171-203.

8. Myśliborski T.: Zaopatrzenie Ortopedyczne. Warszawa: PZWL; 1985.

9. Tooms E. R.: Amputations of Hip and Pelvis. Campbell's Operative Orthopaedics. St. Louis: Mosby; 1998: 542 - 549.

10. Tooms E. R.: Amputations of Lower Extremity. Campbell's Operative Orthopaedics. St. Louis: Mosby; 1998: 532 - 541.

11. Tylman D., Dziak A.: Traumatologia narządu ruchu. Warszawa: PZWL; 1985.

12. Vitali M., Robinson K. P., Andrews B. G., Harris E.: Amputacje i protezowanie. War­szawa: PZWL; 1985.

MODERN METHODS OF LOWER EXTREMITY PROSTHESES FITTING

This article discusses the indications and technical and medical difficulties in proper fitting of lower extremity prostheses.

MECHANIKA W MEDYCYNIE 6 Rzeszów 2002

11

---