РОЛЬ КОЛІННИХ МОДУЛІВ У ВІДНОВЛЕННІ СИМЕТРІЇ ХОДИ У ПАЦІЄНТІВ ПІСЛЯ ТРАНСФЕМОРАЛЬНОЇ АМПУТАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2025.v.i4.15807Ключові слова:
протезна реабілітація, хода після ампутації, колінний модуль, трансфеморальна ампутація, біомеханіка ходи, адаптація до ходи з протезомАнотація
РЕЗЮМЕ. Трансфеморальна ампутація (ТФА) є одним із найскладніших видів ампутацій, що призводить до значних біомеханічних і функціональних порушень, зокрема асиметрії ходи, болю в попереку, розвитку остеоартриту контрлатеральної кінцівки та підвищеного ризику падінь. Вибір протезного колінного модуля відіграє вирішальну роль у процесі реабілітації пацієнтів після ТФА, оскільки саме він визначає якість, безпеку та енергоефективність ходи. Сучасні мікропроцесорні колінні модулі (МКМ) є технологічним проривом у протезуванні, забезпечуючи автоматичне регулювання опору залежно від фази ходи, швидкості руху та умов поверхні, що сприяє відновленню більш природного патерну ходи.
Мета – систематизувати, проаналізувати та критично оцінити наявні наукові дані щодо впливу різних типів протезних колінних модулів, зокрема мікропроцесорних, на відновлення симетрії ходи у пацієнтів після трансфеморальної ампутації.
Матеріал і методи. Проведено аналітичний огляд літератури з використанням баз даних PubMed, Scopus, Web of Science та Google Scholar. Для пошуку застосовано ключові слова: prosthetic rehabilitation, gait after amputation, knee module, transfemoral amputation, gait biomechanics, prosthetic gait adaptation. Відібрано дослідження, які вивчали біомеханіку ходи, нейромоторну адаптацію, просторово-часові параметри тощо.
Результати. Аналіз досліджень показав, що застосування МКМ, таких як C-Leg та Genium, сприяє підвищенню безпеки, стабільності та симетрії ходи. Ці модулі знижують енергетичні витрати, покращують контроль рухів, зменшують навантаження на здорову кінцівку та ймовірність падінь. Окрім біомеханічних переваг, використання МКМ позитивно впливає на психологічний стан, сприйняття образу тіла та якість життя пацієнтів. Водночас існує потреба у подальших дослідженнях, спрямованих на вивчення довгострокового впливу МКМ на рівень активності та участі в соціальному житті.
Висновки. Мікропроцесорні колінні модулі є ефективним засобом для покращення симетрії ходи та функціональної незалежності у пацієнтів після трансфеморальної ампутації. Їх застосування сприяє зменшенню компенсаторних рухів, підвищенню стабільності та якості життя, що підтверджує доцільність широкого впровадження МКМ у клінічну практику протезування та реабілітації.
Посилання
Myers M, Chauvin BJ. Above-the-Knee Amputations. [Updated 2023 Jun 12]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan–. Available from:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK544350/
Stevens PM, Wurdeman SR. Prosthetic Knee Selection for Individuals with Unilateral Transfemoral Amputation: A Clinical Practice Guideline. J Prosthet Orthot. 2019;31(1):2–8. DOI: 10.1097/JPO.0000000000000214 DOI: https://doi.org/10.1097/JPO.0000000000000214
Seth M, Coyle PC, Pohlig RT, Beisheim EH, Horne JR, Hicks GE, Sions JM. Gait asymmetry is associated with performance-based physical function among adults with lower-limb amputation. Physiother Theory Pract. 2022;38(13):3108–18. DOI: 10.1080/09593985.2021.1990449 DOI: https://doi.org/10.1080/09593985.2021.1990449
Kowal M, Winiarski S, Gieysztor E, Kołcz A, Walewicz K, Borowicz W, et al. Symmetry function in gait pattern analysis in patients after unilateral transfemoral amputation using a mechanical or microprocessor prosthetic knee. J Neuroeng Rehabil. 2021;18(1):9. DOI: 10.1186/s12984-021-00810-w DOI: https://doi.org/10.1186/s12984-021-00810-w
Sørensen IL, Berg GV. Facilitators and barriers that transfemoral amputees experience in their everyday life: a Norwegian qualitative study. Rehabil Res Pract. 2022;2022:2256621. DOI: 10.1155/2022/2256621 DOI: https://doi.org/10.1155/2022/2256621
Fuenzalida Squella SA, Kannenberg A, Brandão Benetti Â. Enhancement of a prosthetic knee with a microprocessor-controlled gait phase switch reduces falls and improves balance confidence and gait speed in community ambulators with unilateral transfemoral amputation. Prosthet Orthot Int. 2018;42(2):228–35. DOI: 10.1177/0309364617716207 DOI: https://doi.org/10.1177/0309364617716207
Ladlow P, Nightingale TE, McGuigan MP, Bennett AN, Phillip RD, Bilzon JLJ. Predicting ambulatory energy expenditure in lower limb amputees using multi-sensor methods. PLoS One. 2019;14(1):e0209249. DOI: 10.1371/journal.pone.0209249 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209249
De Marchis C, Ranaldi S, Varrecchia T, et al. Characterizing the gait of people with different types of amputation and prosthetic components through multimodal measurements: a methodological perspective. Front Rehabil Sci. 2022;3:804746. DOI: 10.3389/fresc.2022.804746 DOI: https://doi.org/10.3389/fresc.2022.804746
Hebenton J, Scott H, Seenan C, Davie-Smith F. Relationship between models of care and key rehabilitation milestones following unilateral transtibial amputation: a national cross-sectional study. Physiotherapy. 2019;105(4): 476–82. DOI: 10.1016/j.physio.2018.11.307 DOI: https://doi.org/10.1016/j.physio.2018.11.307
Ülger Ö, Yıldırım Şahan T, Çelik SE. A systematic literature review of physiotherapy and rehabilitation approaches to lower-limb amputation. Physiother Theory Pract. 2018;34(11):821–34. DOI: 10.1080/09593985.2018. 1425938 DOI: https://doi.org/10.1080/09593985.2018.1425938
Devan H, Carman A, Hendrick P, Hale L, Ribeiro DC. Spinal, pelvic, and hip movement asymmetries in people with lower-limb amputation: systematic review. J Rehabil Res Dev. 2015;52(1):1–19. DOI: 10.1682/JRRD.2014.05.0135 DOI: https://doi.org/10.1682/JRRD.2014.05.0135
Chen R, Corwell B, Yaseen Z, Hallett M, Cohen LG. Mechanisms of cortical reorganization in lower-limb amputees. J Neurosci. 1998;18(9):3443–50. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.18-09-03443.1998 DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.18-09-03443.1998
Bell JC, Wolf EJ, Schnall BL, Tis JE, Tis LL, Potter BK. Transfemoral amputations: the effect of residual limb length and orientation on gait analysis outcome measures. J Bone Joint Surg Am. 2013;95(5):408–14. DOI: 10.2106/JBJS.K.01446 DOI: https://doi.org/10.2106/JBJS.K.01446
Kaufman KR, Bernhardt KA, Symms K. Functional assessment and satisfaction of transfemoral amputees with low mobility (FASTK2): a clinical trial of microprocessor-controlled vs non-microprocessor-controlled knees. Clin Biomech (Bristol). 2018;58:116–22. DOI:10.1016/j.clinbiomech.2018.07.012 DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2018.07.012
Mileusnic MP, Rettinger L, Highsmith MJ, Hahn A. Benefits of the Genium microprocessor-controlled prosthetic knee on ambulation, mobility, activities of daily living and quality of life: a systematic literature review. Disabil Rehabil Assist Technol. 2021;16(5):453–64. DOI: 10.1080/17483107.2019.1648570 DOI: https://doi.org/10.1080/17483107.2019.1648570
Sivapuratharasu B, Bull AMJ, McGregor AH. Understanding low back pain in traumatic lower limb amputees: a systematic review. Arch Rehabil Res Clin Transl. 2019;1(1–2):100007. DOI: 10.1016/j.arrct.2019.100007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.arrct.2019.100007
Li S, Cao W, Yu H, Meng Q, Chen W. Physiological parameters analysis of transfemoral amputees with different prosthetic knees. Acta Bioeng Biomech. 2019;21(3):135–42.
Ingraham KA, Fey NP, Simon AM, Hargrove LJ. Assessing the relative contributions of active ankle and knee assistance to the walking mechanics of transfemoral amputees using a powered prosthesis. PLoS One. 2016;11(1):e0147661. DOI: 10.1371/journal.pone.0147661 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0147661
Prinsen EC, Nederhand MJ, Sveinsdóttir HS, et al. The influence of a user-adaptive prosthetic knee across varying walking speeds: a randomized cross-over trial. Gait Posture. 2017;51:254–60. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2016.11.015 DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2016.11.015
Saglam Y, Gulenc B, Birisik F, Ersen A, Yilmaz Yalcinkaya E, Yazicioglu O. The quality of life analysis of knee prosthesis with complete microprocessor control in transfemoral amputees. Acta Orthop Traumatol Turc. 2017;51(6):466–9. DOI: 10.1016/j.aott.2017.10.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.aott.2017.10.009
Morgan SJ, Friedly JL, Nelson IK, Rosen RE, Humbert AT, Hafner BJ. The effects of microprocessor prosthetic knee use in early rehabilitation: a pilot randomized controlled trial. PM R. 2025;17(4):371–83. DOI: 10.1002/pmrj.13321 DOI: https://doi.org/10.1002/pmrj.13321
Şen Eİ, Aydın T, Buğdaycı D, Kesiktaş FN. Effects of microprocessor-controlled prosthetic knees on self-reported mobility, quality of life, and psychological states in patients with transfemoral amputations. Acta Orthop Traumatol Turc. 2020;54(5):502–6. DOI: 10.5152/j.aott.2020. 19269 DOI: https://doi.org/10.5152/j.aott.2020.19269
Schafer ZA, Perry JL, Vanicek N. A personalised exercise programme for individuals with lower limb amputation reduces falls and improves gait biomechanics: a block randomised controlled trial. Gait Posture. 2018;63:282–9. DOI:10.1016/j.gaitpost.2018.04.030 DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2018.04.030
Mohanty RK, Mohanty RC, Sabut SK. A systematic review on design technology and application of polycentric prosthetic knee in amputee rehabilitation. Phys Eng Sci Med. 2020;43(3):781–98. DOI: 10.1007/s13246-020-00882-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s13246-020-00882-3
Price MA, Beckerle P, Sup FC. Design optimization in lower limb prostheses: a review. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2019;27(8):1574–88. DOI: 10.1109/TNSRE. 2019.2927094 DOI: https://doi.org/10.1109/TNSRE.2019.2927094
Clemens S, Kim KJ, Gailey R, Kirk-Sanchez N, Kristal A, Gaunaurd I. Inertial sensor-based measures of gait symmetry and repeatability in people with unilateral lower limb amputation. Clin Biomech (Bristol). 2020; 72:102–7. DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2019.12.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2019.12.007
Lansade C, Bonnet X, Marvisi N, Facione J, Villa C, Pillet H. Estimation of the body center of mass velocity during gait of people with transfemoral amputation from force plate data integration. Clin Biomech (Bristol). 2021;88:105423. DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2021.105423 DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2021.105423
Esquenazi A. Gait analysis in lower-limb amputation and prosthetic rehabilitation. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2014;25(1):153–67. DOI: 10.1016/j.pmr.2013.09.006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.pmr.2013.09.006
Wanamaker AB, Andridge RR, Chaudhari AM. When to biomechanically examine a lower-limb amputee: a systematic review of accommodation times. Prosthet Orthot Int. 2017;41(5):431–45. DOI: 10.1177/ 0309364616682385 DOI: https://doi.org/10.1177/0309364616682385
Mehryar P, Shourijeh MS, Rezaeian T, et al. Muscular activity comparison between non-amputees and transfemoral amputees during normal transient-state walking speed. Med Eng Phys. 2021;95:39–44. DOI: 10.1016/j.medengphy.2021.07.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2021.07.004
Huang S, Ferris DP. Muscle activation patterns during walking from transtibial amputees recorded within the residual limb-prosthetic interface. J Neuroeng Rehabil. 2012;9:55. DOI: 10.1186/1743-0003-9-55 DOI: https://doi.org/10.1186/1743-0003-9-55
