Gasto de energia e características biomecânica da marcha membro inferior amputado: A influência do alinhamento da prótese e de diferentes componentes protéticos
Energy expenditure and biomechanical characteristics of lower limb amputee gait: The influence of prosthetic alignment and different prosthetic components
Thomas Schmalz,1*, Siegmar Blumentritt1, Rolf Jarasch2
1Department of Research, Otto Bock Health Care, Duderstadt, Germany 2 Orthopaedic Workshop, Rehabilitation Centre, Go¨ttingen, Germany Publicado: Gait and Posture, 2002
Introdução:
Tem sido relatado na literatura, que o consumo de energia metabólica gasta durante a deambulação de um amputado de membro inferiore é significativamente mais elevada do que para os não amputados. Além disso, quanto mais proximal nível da amputação, maior a esforço necessário para caminhar (Waters and Mulroy, 1999). Diversas melhorias têm sido realizadas em componentes protéticos com o objetivo de reduzir o consumo de energia e aumentar a mobilidade do amputado. Estudos anteriores têm investigado vários aspectos da prótese e do seu devido encaixe sobre o consumo de energia metabólica (Gailey et al, 1994; Gailey et al,1997; Gailey et al, 1993; Casillas et al, 1995; Macfarlane et al, 1997; Nielsen et al,1998; Taylor et al, 2000; Buckley et al, 19973). Outro aspecto importante é o alinhamento da prótese, o qual afeta claramente a faixa de atividade do amputado. No entanto não há estudos sobre o efeito do alinhamento no consumo de energia publicado até a desta deste artigo (Blumentritt et al,1998). Por isso o objetivo do presente estudo foi definir claramente a influência de alinhamento da prótese sobre o consumo de energia metabólica em amputados transfemoral e transtibial durante a caminhada. Além disso, o efeito dos diferentes componentes que fazem parte do alinhamento da prótese também foi investigado em relação ao consumo de energia. Os resultados das medições metabólicas são comparados com os parâmetros cinemáticos e cinéticos obtidos durante a análise da marcha.
Metodologia
Quatro ensaios independentes foram realizados para determinar a influência de alinhamento da prótese e diferentes componentes protéticos no consumo de energia e características biomecânicas.
• Primeiro teste: mediu o consumo de oxigênio e biomecânicas da marcha de amputados transtibial usando o pé protético(1D25, Otto Bock) com diferentes alinhamentos protéticos modificando alinhamentos.
• Segundo teste: mediu o consumo de oxigênio e a biomecânica da marcha de amputados transtibial usando cinco diferentes pés protéticos [1S71, 1D10, 1D25, 1C40 (pés Otto Bock), WALK FLEX II (Pé Flex)]. • Terceiro teste: mediu o consumo de oxigênio e biomecânica da marcha
de amputados transfemurais usando o mesm joelho (3R80, a Otto Bock) e pé protético (1D25) com alinhamentos diferentes.
• Quarto teste: mediu o consumo de energia em amputados transfemurais usando um joelho hidráulico de um único eixo (3C1, Otto Bock) e um joelho hidráulico controlado eletronicamente (C-LEG, a Otto Bock).
Amostra: Pacientes com distúrbios cardiovasculares foram excluídos. Em todos os casos estudados, foi provocada por amputação trauma.
Medidas: O consumo de energia metabólica foi monitorado durante caminhada em esteira (Enraf Nonius, Holanda), utilizando o sistema cardiopulmonar CPX (Med Graphics, EUA). Foi medido consumo de oxigênio em relação à massa corporal, a freqüência cardíaca (FC) também foi registrada. A avaliação biomecânica da marcha foi avaliada durante a caminhanda paciente usando um sistema de câmera para gravar dados cinemáticos optoeletrônicos (Delft Análise de Movimento, Holanda) e duas placas de força para determinar os valores cinéticos (Kistler, Suíça). O alinhamento das próteses foi realizado utilizando o dispositivo LASAR POSTURA-dispositivo (Otto Bock, Alemanha). Resultados e discussão
Com base nos resultados mostrados o consumo de oxigênio de amputados transtibiais aumenta em torno de 25% em comparação com não amputados e os amputados transfemurais em torno de 55% a 65%. Estes valores referem-se a velocidades de locomoção típicas para pacientes ativos que são saudáveis que apresentam apenas a perda do membro
Notar-se que o consumo de energia metabólica é altamente dependente do estado físico do amputado. Pode pressupor-se que o consumo de energia metabólica dos pacientes que sofreram amputação devido à doença vascular periférica ou diabetes é maior quando comparado com o indivíduo com amputação traumática (Waters and Mulroy, 1999; Waters et al, 1976; Casillas et al, 1995; Huang et al, 2000). A influência de alinhamento da prótese transtibial nos parâmetros metabólicos não tem sido considerada nestas investigações. Este estudo revela que a pronunciada dorsiflexão ou flexão plantar do pé protético aumentou ligeiramente a taxas de consumo de oxigênio. No entanto, o deslocamento sagial do pé não afeta significativamente o consumo de oxigénio, embora as alavancas que atuam sobre a marcha foram consideravelmente alteradas. As medições das mudanças sagitais de joelho indicam que tanto as mudanças de alinhamento linear e angular do pé influenciar o momento de extensão máxima do joelho durante o a fase de apoio. Em relação aos diferentes modelos de pés protéticos para amputados transtibiais mostram que para as velocidades lentas e médias não há diferenças significativa no gasto metabólico. Esta conclusão é apoiada pelos resultados anteriores que compararam o pé SACH e o FLEX WALK II, (Nielsen et al, 1997) onde demonstraram diferenças metabólicas entre os pés somente a velocidades mais elevadas de 4,8 km / h, ou seja, durante a transição de andar a correr. Nas velocidades mais lentas os pés típicos para pacientes
menos ativos, nenhuma energia significativa foram demonstradas diferenças entre os vários pés testados (Casillas et al, 1995; Huang et al, 2000). Uma possível razão para esses resultados pode ser devido às características elásticas dos pés protéticos atuais que requerem que o amputado a exerça um esforço muscular para compensar a sua flexibilidade em velocidades mais lentas velocidades de caminhada. As diferenças entre os resultados da biomecânica e medições metabólicas podem também ser encontrados no trabalho de (Huang et al,2000) que Comparou o pé FLEX II e pé SACH usada por amputados transtibial, e demonstrou claramente um melhor desempenho biomecânico com o pé de fibra de carbono, embora o parâmetros metabólicos não diferiram significativamente com um ou outro pé. Em contraste com a situação com amputação transtibial, sistemáticas variações de alinhamento em próteses transfemurais ter efeitos mais significativos sobre processos metabólicos afetando significativamente o gasto mestabolico.
Os movimentos de quadril medidos confirmam que determinados alinhamentos exigem uma maior força de extensão do quadril (Blumentritt et al, 1998). Este aumento na atividade da musculatura do membro residual é o principal razão para o aumento consumo metabólico. Em comparação entre o joelho mecânico e o joelho computadorizado os resultados mostram que C-LEG tende a reduzir o gasto energético em velocidadees lentas e médias de locomoão. O controle do microprocessador do C-LEG automaticamente ajusta a fase de apoio e a fase de balanço de acordo com o nível de atividade do amputado. Uma vantagem adicional é que a análise dos sinais de sensor no C-LEG permite que o microprocessador identificar o início da fase de balanço claramente.
Abtract
In this study, the influence of different prosthetic alignments and components on oxygen consumption and the important biomechanical characteristics of the normal gait pattern of leg amputees was investigated. With 15 transtibial and 12 transfemoral amputees, the oxygen consumption during walking on a treadmill was analyzed and biomechanical parameters during walking on even ground at a self-selected speed were defined. The amputation of all patients was caused by trauma. Variations of the prosthetic alignment affect the energy consumption of transfemoral amputees more significantly than that of transtibial amputees. Comparison of different prosthetic feet worn by transtibial amputees did not show significant differences regarding metabolic parameters. Compared with conventional hydraulic knee controls, the oxygen consumption of transfemoral amputees provided with an electronically controlled hydraulic knee joint is reduced. All investigated variations can be clearly characterized by the sagittal moments acting on the joints of the prosthetic limb during gait. .
Análise do impacto mecânico nas próteses de um sujeito bi-amputado durante a marcha
Thessaly Puel de Oliveira1 , Soraia Cristina Tonon da Luz2, André Palermo Szücs3, Mário César de Andrade4, Aluísio Otávio Vargas Ávila4, Juliano Joaquim Tonon5 Francisco José Berral de la Rosa6
1 Fisioterapeuta; Ms. em Ciências do Movimento Humano no Cefid/Udesc 2 Fisioterapeuta; Profa. Ms. Do Depto. de Fisioterapia do Cefid/Udesc 3 Educador físico; Cefid/Udesc
4 Educador físico; Prof. Dr. do Depto. de Educação Física do Cefid/Udesc 5 Engenheiro de Automação; Ms em Engenharia Elétrica, UFSC
6 Médico; Prof. Dr. do Depto. de Esporte e Informática da Universidade Pablo de Olavide, Sevilla, Espanha.
Laboratório de Biomecânica do Cefid/Udesc – Centro de Ciências da Saúde e do Esporte da Universida de do Estado de Santa Catarina, Florianópolis.
Publicado: Fisioterapia e Pesquisa, 2011 Resumo
A fim de verificar os efeitos relacionados ao estresse mecânico na marcha com prótese, o objetivo deste estudo foi medir a quantidade de impacto durante a marcha de um sujeito amputado bilateral transtibial utilizando o acelerômetro na marcha do amputado. Método que permite o registro de impactos em especial, para estudos da marcha. O acelerômetro é acoplado na tíbia para avaliação do impacto durante a realização da tarefa motora.
Amostra: 1 paciente do sexo masculino com amputação bi lateral a 6 anos, Iniciou o uso de próteses 2,5 anos após a amputação, com encaixe KBM (Kondylen Bettung Münster) e descarga sobre o tendão patelar, pés do tipo SACH.
Resultado: apresentou uma maior sobrecarga no membro residual esquerdo que é o coto mais longo. Aconteceram movimentos indesejados neste encaixe protético, já que, o coto é passível de modificações, contribuindo para maiores movimentos dentro do encaixe por problemas de folga. Esta admissão maior de impacto transmite ao coto estas vibrações que quando acumuladas podem ser responsáveis pelas escoriações de pele neste local.
Os valores dos picos de aceleração foram maiores que os encontrados na marcha de sujeitos não amputados o que nos faz concluir que sujeitos com amputação bilateral recebam maiores impactos nas articulações e consequentemente nos cotos. Esta metodologia de avaliação poderá ser utilizada para acompanhar o processo de reabilitação protética de sujeitos com amputação do membro inferior. Diminuir o choque das forças durante a caminhada deverá permitir que os amputados pudessem caminhar distâncias maiores, por períodos de tempo mais longos e com maior conforto.
Avaliação do gasto energético em pacientes amputados de membro inferior protetizados.
RENATA LUÍSA BONA1, DANIELA ALDABE2, JERRI LUIZ RIBEIRO3
1 Acadêmica Centro Universitário Metodista IPA, Porto Alegre, Rio Grande do Sul 2 Professora, Mestre Centro Universitário Metodista IPA, Porto Alegre, Rio Grande do
Sul.
3 Professor, Doutor Centro Universitário Metodista IPA, Porto Alegre, Rio Grande do
Sul.
Publicado: Arq Sanny Pesq Saúde, 2008
O objetivo do estudo foi comparar o gasto calórico durante o exercício entre os amputados transfemurais e transtibiais Amostra: população foi composta por 18 amputados transtibiais e transfemurais, causadas por traumas ou doenças vasculares. Fizeram parte deste estudo 18 amputados. Foi realizada uma avaliação com mensuração de dobras cutâneas para obtenção do gasto energético basal e um teste de esforço máx na esteira para mensuração do VO2 máximo. Resultados: Foram encontrados resultados significantes quando comparados os grupos TT (transtibial) X TF (transfemural), vasculares X traumáticos, TTT (transtibial traumático) X TFV (transfemural vascular) em relação ao VO2 máximo. Ainda nesse último grupo citado teve uma diferença na velocidade máxima atingida. Os amputados por doença vascular possuem menor capacidade aeróbia, os amputados traumáticos e com nível mais distal possuem um maior gasto energético, mas provavelmente pelo maior VO2 máximo e consequente maior consumo e captação de oxigênio. Os achados do estudo mostram que os amputados por doenças vasculares apresentam menor capacidade aeróbia máxima quando comparados com os traumáticos. Em relação à hipótese alternativa, concluímos que os amputados traumáticos e com nível mais distal possuem um maior gasto energético, mas provavelmente pelo maior VO2 máximo e consequente maior
consumo e captação de oxigênio. A reabilitação para essa população é de grande importância, além disso, é importante melhorar o condicionamento aeróbio dos pacientes, os programas de reabilitação monitorados também desenvolvem a coordenação motora, aumentam a amplitude de movimentos, a flexibilidade, a resistência e a força muscular. Como resultado, pode melhorar o padrão de movimento, diminuindo o gasto energético, melhorando muito o bem-estar e a qualidade de vida.
Comparação do consumo energético e de aspectos mecânicos da caminhada de amputados transfemurais que utilizam prótese com
microprocessador ou convencional: uma revisão Renata Luisa Bona
Leonardo Alexandre Peyre-Tartaruga
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil
Publicado: Pensar a Prática, Goiânia, 2011
Neste artigo foram revisados temas relacionados à influência do tipo de prótese no consumo de oxigênio e nos aspectos biomecânicos da caminhada de amputados.
Resultados: maior consumo energético com pés sach do que com pé de carbono. Os sujeitos que utilizaram a prótese inteligente (com microprocessador) apresentaram menor gasto energético quando comparados àqueles que utilizavam prótese hidráulica.
Além das características relacionadas aos componentes e o material usado nas próteses, temos grandes diferenças encontradas em relação ao alinhamento protético. O alinhamento é um fator essencial que afeta o desempenho da prótese e é susceptível de conduzir a uma caminhada anormal e com presença de fadiga física. O incorreto alinhamento da prótese resultará em excessiva tensão sobre o membro residual. Um incorreto alinhamento afeta o consumo de oxigênio em maior proporção para amputados transfemurais. Com a prótese hidráulica caminharam mantendo a força de reação do solo a frente do joelho no início da fase de apoio, o que bloqueia e causa uma hiperextensão do joelho, promovendo maior estabilidade para o indivíduo. Já com o joelho com microprocessador eletrônico os indivíduos alcançaram um padrão mais similar à caminhada normal resultando em uma flexão de joelho em resposta a carga imposta. O momento do joelho muda para um momento flexor quando utilizando a prótese hidráulica, contudo com o microprocessador eletrônico o momento extensor foi observado. Os amputados têm um maior gasto energético quando comparados a indivíduos sem amputação. Ainda podemos observar que o gasto energético é dependente do nível de amputação, sendo maior o dispêndio quanto mais proximal o nível de amputação. Outro fator que influencia o gasto energético são os componentes protéticos, devido ao aprimoramento desta indústria que produz componentes cada vez mais dinâmicos e adaptáveis às características de cada indivíduo.
Fisioterapia e amputação transtibial
Carlos M. Pastre1, Juliana F. Salioni2, Bruno A.F. Oliveira2, Marcos Micheletto3,
Jayme Netto Júnior4
1 Fisioterapeuta; Professor Doutor*; Departamento de fisioterapia das FAI –
Adamantina; Faculdade de Educação Física – UNOESTE – Presidente Prudente; Consultor da Confederação Brasileira de Atletismo;
2 Fisioterapeuta, Aluno*;
3 Psicólogo, Professor Mestre*; 4 Fisioterapeuta Professor
Mestre do Departamento de Fisioterapia da FCT/UNESP – Presidente Prudente.
*Curso de Especialização em Fisioterapia Hospitalar pela FAMERP –S.J. Rio Preto.
Publicado: Arq Ciênc Saúde 2005
O artigo fala sobre a importância de uma protetização precoce para indivíduos com amputação transtibial. A meta geral para os envolvidos com o tema é capacitar o paciente ao maior aproveitamento de suas potencialidades, proporcionando independência nas atividades diárias, no tratamento fisioterapêutico e nas varias etapas durante o período pré e pós-operatório. Entre as técnicas mais utilizadas destaca-se a cinesioterapia, incluindo também, o tratamento do coto no controle da dor e do edema, reforço muscular a fim de preparar o coto para receber o encaixe protético. O artigo também descreve orientações gerais no período pré e pós-operatórios, bem como sobre o uso de técnicas de eletroestimulação e treino de marcha, destacando-se a necessidade de individualização.
Avaliação do equilíbrio estático em indivíduos amputados de membros inferiores através da biofotogrametria computadorizada
Baraúna MA1, Duarte F 2, Sanchez HM1, Canto RST1, Malusá S 3, Campelo-silva CD2, Ventura-silva RA4
1 PPG – Fisioterapia, Centro Universitário do Triângulo, Uberlândia, MG
2 Departamento de Fisioterapia, Universidade Luterana do Brasil , Porto Alegre,
RS
3 Departamento de Pedagogia, Universidade Federal de Uberlândia,
Uberlândia, MG
4 Departamento de Fisioterapia, Universidade de Gurupi, Gurupi, TO
Publicado: Revista brasileira de fisioterapia, 2006
O presente trabalho teve como finalidade avaliar e comparar as oscilações do equilíbrio estático de amputados protetizados de membros inferiores com indivíduos não amputados. Método: Foram avaliados 33 indivíduos do sexo masculino com idade média de 33 a 38 anos, divididos em três diferentes grupos. O grupo A foi composto por 12 indivíduos amputados que utilizavam prótese transfemural. O grupo B foi formado por 9 indivíduos amputados transtibiais. O grupo controle C continha 12 indivíduos não amputados. Cada indivíduo foi filmado nos planos frontal e sagital, avaliado quadro a quadro para a seleção de momentos de maiores oscilações.
Mediante os resultados encontrados nas condições estudadas, conclui-se que, nos indivíduos amputados transtibiais ocorre uma correlação negativa entre medidas de oscilação anterior e idade. A medida que o indivíduo atinge o domínio corporal menores são as oscilações anteriores. Os amputados transfemurais protetizados têm maior tendência a oscilações anteriores, indo ao encontro a outro ponto encontrado, no qual observamos que as oscilações no plano sagital em amputados são maiores quando comparados às oscilações no plano frontal. Conclui-se também que o tempo de uso da prótese está diretamente relacionado às oscilações, pois foi verificado que quanto maior o tempo de uso maior é equilíbrio do paciente.
![The pathogen- and incidence-based DALY approach: an appropriate [corrected] methodology for estimating the burden of infectious diseases.](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)