Zagadnienia ortotyki i protetyki w dysfunkcjach ruchowych kończyn dolnych

Wzrastająca urazowość, duża liczba osób z chorobami naczyniowymi, nowotworami, cukrzycą wpływa na wzrost zapotrzebowania na zaopatrzenie ortotyczne i protetyczne. Zadaniem protez jest zastąpienie utraconego narządu, czy kończyny lub jej części. Zaopatrzenie ortotyczne ma za zadanie zastąpienie utraconej funkcji, bądź też wspomaganie i korygowanie zaburzonych funkcji ustroju.

Zaopatrzenie ortotyczne kończyn dolnych pod względem funkcjonalnym powinno umożliwić utrzymanie przez pacjenta pozycji spionizowanej, ułatwić lokomocję, zapobiegając jednocześnie deformacjom niepełnosprawnych kończyn.

Współczesną ortotykę aplikacyjną stanowią trzy zasadnicze typy zaopatrzenia ortotycznego: pasywne, akty-wne i pomocnicze.

Dąży się do optymalizacji funkcjonalnej sprzętu ortotycznego tak, aby kompensacja ubytków neurologicznych lub strukturalnych była w odczuciu pacjenta możliwie jak najpełniejsza, a stosowana ortoza była łatwa i nie powodowała odczynów niekorzystnych wynikających z jej długotrwałego kontaktu z tkankami orga- nizmu.

W zależności od poziomu i typu dysfunkcji ruchowych rozróżniamy kilka rodzajów biernego (pasywnego) zaopatrzenia ortotycznego kończyny dolnej: obuwie ortopedyczne; stabilizatory stawu skokowego; ortozy stabilizujące kończynę w stawach kolanowym i skokowym; ortozy stabilizujące całą kończynę dolną; parapodia.

? obuwie ortopedyczne. Obok klasycznego obuwia wykonywanego indywidualnie istnieje tendencja do stosowania buta standardowego uzupełnionego odpowiednio wymodelowaną wkładką metalową lub z tworzyw sztucznych, której kształt powinien zapewnić pożądaną korekcję i stabilizację stopy przy wykorzystaniu sztywności buta,

? stabilizatory stawu skokowego (AFO),

? Ankle Foot Orthosis ? (w nomenklaturze amerykańskiej), są stosowane w różnych formach i odmianach. Wg klasyfikacji Bradu-Roehampton istnieje 10 typów zabezpieczeń przed opadaniem niedowładnej, czy porażonej stopy. Najczęściej stosowane są termoplastyczne łuski do buta lub sprężyste stabilizatory boczne mocowane czasowo lub na stałe do obcasa, podciągi sprężynowe, szyny tylne oraz stymulatory (FES) wymuszające funkcję grupy strzałkowej mięśni w fazie przenoszenia kończyny,

? ortozy stabilizujące kończynę w stawie kolanowym i skokowym (KA-FO ? Khee ? Ankle ? Foot ? Orthosis) mają zwykle klasyczną strukturę konstrukcji dwuszynowej bocznej z zamkiem blokującym staw kolanowy w wyproście. Aparat zwany ortozą szynowo-opaskową jest powszechnie stosowany jako zaopatrzenie definitywne u pacjentów z paraplegią. Jego zaletą jest dobra stabilizacja kończyny, dwupłaszczyznowa, wadą zaś ? stosunkowo duży ciężar oraz konieczność dokładnego indywidualnego dopasowania. Lżejszą strukturę mają ortozy łuskowe, wykonywane zwykle z żywic termoplastycznych. Pewną odmianę ortoz stabilizujących stanowi modularny system pneumatyczny. Rabischonga (BSA), który może występować w wersji AFO, KAFO lub jako pełna ortoza kończyny dolnej z koszem biodrowym.

Ortozy ćwiczebne, zwane też tymczasowymi mają zwykle postać pojedynczej szyny przebiegającej z tyłu kończyny. Dzięki zastosowanym węzłom justacyjnym możliwe jest łatwe i dokładne dopasowanie aparatu do kształtu kończyny. Aparaty takie stosowane są zwykle zewnętrznie, na ubranie. Przykładem może być Adjustable Splint firmy Preston oraz konstanciński aparat Letor (Lower Extremity Telescopic Orthosis), zwany też ortozą teleskopową z uwagi na teleskopowe zamontowanie epoksydowego pręta ? stanowiącego część stabilizującą udo ? w rurze tworzącej dolną część aparatu. Łatwo jest go dopasować odpowiednio do potrzeb pacjenta poprzez stosowne wysunięcie pręta stabilizującego część udową oraz indywidualne dopasowanie obejm stabilizujących kończynę z pomocą pasków z rzepami (velcro). Ortoza ta jest wygodna w użyciu, lekka, co sprawia, że pacjenci nierzadko rezygnują z definitywnego zaopatrzenia, korzystając z ortozy teleskopowej na stałe. Nie może ona być jednak stosowana u chorych z niestabilnością boczną kolana, z przykurczami zgięciowymi stawu kolanowego, u osób nadmiernie otyłych.

? Ortozy totalne kończyny dolnej zaopatrzone są dodatkowo w kosz biodrowy, stabilizujący stawy biodrowe (HKAFO ? Hip ? Knee ? Foot ? Orthosis). Rzadko umożliwiają funkcjonalną lokomocję.

? Parapodia są to konstrukcje stabilizujące kończyny dolne oraz dolną część tułowia, umożliwiające stabilną pionizację chorego oraz pewną możliwość przemieszczania się na ograniczonej przestrzeni. Przykładem takiego rozwiązania jest konstrukcja Orlando Swivel Walker umo-żliwiająca pacjentowi z porażeniem kończyn dolnych i dolnej części tułowia lokomocję wymuszoną rytmicznym balansowaniem ciała w płaszczyźnie czołowej.

Podobną konstrukcję reprezentuje parapodium opracowane w Politechnice Warszawskiej przez A. Olę-dzkiego pozwalające na przemieszczanie się pacjenta na ograniczonej przestrzeni, oraz na pewną stabilizację tułowia i kończyn dolnych w czasie stania bez angażowania do tego kończyn górnych, co ma duże znaczenie funkcjonalne.

Ortotyka klasyczna o charakterze pasywnym pozostaje dotychczas podstawowym rodzajem zaopatrzenia ortotycznego osób niepełnospra-wnych. Postęp w tej dziedzinie zmierza do optymalizacji konstrukcyjno-materiałowej w celu:

? redukcji ciężaru ortozy przy utrzymaniu niezbędnej wytrzymałości;

? poprawy właściwości higienicznych aparatu;

? obniżenia sztywności aparatu w celu uzyskania lepszej stymulacji aferentnej;

? poprawy właściwości funkcjonalnych: zmniejszenie nacisków na części ciała;

? poprawa dopasowania kinematycznego.

Dąży się również do standaryzacji systemów ortotycznych i szerszego wykorzystania systemów modularnych, co ułatwia wczesne zaopatrzenie ortotyczne i obniża koszty wytwarzania. Coraz szerzej w ortotyce wykorzystuje się tworzywa termoplastyczne i chemoutwardzalne, które łączą cechy lekkości i dużej wytrzymałości mechanicznej i zmęczeniowej. Wykorzystuje się także materiały oparte na włóknach węglowych, o korzystnym wskaźniku wytrzymałościowo-węglowym.

Zaopatrzenie tego typu obejmuje konstrukcje egzoszkieletowe oraz wykorzystujące funkcjonalną stymulację elektryczną. Już w latach sześćdziesiątych powstały w Jugosławii pierwsze egzoszkieletony, tzn. aparaty ortotyczne z napędem elektrycznym, pneumatycznym lub hydraulicznym, umożliwiające lokomocję. Nie spełniały one jednak oczekiwań i nie znalazły szerszego zastosowania klinicznego. Wykorzystuje się jednak pewne ich elementy np. wymuszania ruchu w stawie kolanowym z wykorzystaniem napędu elektrycznego. Inne rozwiązanie wykorzystuje do lokomocji bierne ruchy wahadłowe goleni z elektromagnetycznym blokowaniem kolana w fazie przenoszenia i obciążenia.

Funkcjonalna elektrostymulacja w zastosowaniu do czynności lokomocyjnych w paraplegii rozwinęła się szczególnie w ostatnich dwóch dekadach. Umożliwia ona wspomaganie protetyki pasywnej w akcie wstawania, siadania, niektórych faz chodu, a nawet przy zastosowaniu wielokanałowych stymulatorów ze sterowaniem mikroprocesorowym, czynną pionizację paraplegika z koordynacją poszczególnych faz chodu. Prace w tym kierunku prowadzone są w wielu ośrodkach na świecie i koncentrują się na optymalizacji systemów sterowania FES, poszukiwaniu efektywniejszych metod pobudzania porażonych zespołów mięśniowych, co pozwoliłoby na szersze wykorzystanie kliniczne tych systemów.

Pomocnicze zaopatrzenie ortotyczne. Stanowią je przyrządy lub urządzenia, które ułatwiają czynności pionizacyjne lub lokomocyjne poprzez stabilizację ciała (poręcze, podpórki, balkoniki, kule, laski) bądź poprawę samokontroli pacjenta przez wykorzystanie zjawiska biologicznego sprzężenia zwrotnego (biofeedback) lub odciążenia tułowia (systemy antygrawitacyjne).

Aktualnie w kraju w większości przypadków protezowanie kończyn dolnych prowadzi się wg tradycyjnych metod. Polega ona na dwufazowości zaopatrzenia. Tuż po amputacji stosuje się protezę tymczasową, która niezależnie od producenta jest w zasadzie wykonywana bez większych różnic technologicznych. Różnice w technice protezowania istnieją, natomiast dość znaczne przy protezowaniu ostatecznym. W zależności od regionu kraju, producenta stosowane są bardziej lub mniej rozwinięte techniki protezowania. Nie wynikają one tylko z woli wytwórcy protezy ale są spowodowane potrzebami społecznymi. Niektórzy producenci są nastawieni na zaopatrzenie pacjentów w podeszłym wieku, których inwalidztwo powstało w czasie wojny lub nieco później i ci utrzymują jeszcze produkcję protez skórzanych, drewnianych, metalowych. Jest też wielu, którzy stosują bardziej nowoczesne technologie i materiały. Chodzi tu o protezy całe i tworzywowe o różnych funkcjach tj. nie tylko z kolanem wolnym czy zamkiem ale np. z kolanem bezpiecznym. Aktualnie stosowany w kraju system dwufazowy protezowania to metoda, gdzie najpierw zakłada się osobie po amputacji protezę tymczasową, a następnie po kilku miesiącach protezę ostateczną. Ten sposób wymuszony jest opracowanym przed wieloma latami procesem technologicznym opartym wyłącznie na polskich materiałach i rozwiązaniach konstrukcyjnych. W procesie tym proteza tymczasowa umożliwia praktycznie natychmiastowe "zaprotezowanie" pacjenta, można zmieniać geometrię protezy oraz dokonywać szybkiej wymiany lejów. Jest ona jednak nietrwała i nie nadaje się do wykonywania na niej obudowy kosmetycznej. Stosuje się ją w pierwszej fazie tj. w czasie wczesnej rehabilitacji pacjenta po amputacji.

Po zakończeniu procesu rehabilitacji i ustabilizowaniu się wymiarów kikuta stosuje się protezę ostateczną, której kształt i wymiary są już niezmienne. Proteza ta wykonana jest z laminatów żywicznych trwale ukształtowanych. W Konstancinie stosuje się już system jednofazowy. Sposób protezowania jednofazowy jest powszechnie stosowany w krajach wysoko uprzemysłowionych. Oparty jest na rozwiązaniach konstrukcyjnych modułowych. Jest to system łatwy do wprowadzenia w praktyce protezowania, niezawodny, trwały i świetnie nadający się do wykonywania obudów kosmetycznych.

Podstawą tego sposobu protezowania są zunifikowane elementy i zespoły konstrukcyjne protez, będące modułami funkcjonalnymi systemu protezy pozwalającymi dokonywać zmian geometrii protezy, szybkiej wymiany lejów i stosowanie zarówno w pierwszym okresie rehabilitacji jak też w okresie wieloletniej eksploatacji. Jednofazowy system protezowania łączy w sobie najlepsze cechy protezy ostatecznej takie jak: wytrzymałość, trwałość, dobra kosmetyka i estetyka wykonania z cechami protezowania tymczasowego tj. krótki czas zaopatrzenia w protezę, modułowość, możliwość regulacji ustawienia w całym okresie użytkowania.

Bazą do wykonania protez systemu jednofazowego są protezy modularne. W latach ubiegłych bazowano na systemach zachodnich firm, których produkty są kosztowne, co decyduje o ograniczonej dostępności dla inwalidów. W roku 1996 w Centrum Rehabilitacji im. prof. M. Weissa w Konstancinie ? rozpoczęto prace nad stworzeniem polskiego systemu modułowego będącego w pełni kompatybilnym z systemami firm zachodnich. W krótkim czasie został skonstruowany i wykonany przy współ- udziale Politechniki Warszawskiej szereg elementów złącznych do protez modularnych i przegub kolana jednoosiowego z opcjonalnym wyrzutnikiem goleni i mechanizmem blokującym przegub. W roku 1998 system został wzbogacony o przegub kolana policentrycznego czteroosiowego z mechanizmem wyrzutu goleni. Jednak istnieją potrzeby rozszerzenia oferty o przegub biodrowy i nowe rozwiązanie przegubów kolanowych nad którymi trwają prace konstrukcyjno-prototypowe w Zakładach Ortopedycznych w Konstancinie. Zastosowanie powyższego rodzaju protezowania wpływa na poprawę jakości i obniży koszty zaopatrzenia protetycznego, w stosunku do systemu dwufazowego.

W pierwszym etapie protezowania pacjentowi zostają zaordynowane elementy złączne, ewentualnie z przegubem kolanowym i stopą protezową, które pacjent będzie użytkował po zakończeniu procesu kształtowania kikuta, wraz z lejem udowym lub goleniowym tymczasowym wykonanym z żywicy epoksydowej, ewentualnie akrylowej lub leja wykonanego z polietylenu. Umożliwia to pacjentowi przystosowanie się do zastosowanych elementów, przegubów, masy protezy stopy protezowej i naukę chodzenia na tej protezie. W systemie dwufazowym pacjent był zmuszony do nauki chodzenia we wstępnym okresie protezowania na protezie tymczasowej, często znacznie różniącej się od protezy ostatecznej pod względem masy, mechanizmów kolanowych i skokowych. Po otrzymaniu protezy ostatecznej pacjent był zmuszony do ponownego uczenia się chodu na nowej protezie. W systemie protezowania jednofazowego wymieniony jest jedynie lej protezowy w procesie kształtowania kikuta.

W celu zwiększenia możliwości ustawczych we wstępnym okresie użytkowania protezy modularnej w Zakładach Ortopedycznych w Konstancinie zostały skonstruowane wkładki ustawcze leja zwiększające w znacznym stopniu możliwości ustawcze protezy. Obecnie dążymy do opracowania technologii wykonywania elastycznych lejów protezowych na bazie polskich termoplastów w ramie epoksydowo-węglowej. Elastyczny lej protezowy umożliwia dynamiczną pracę mięśni kikuta i lepsze dopasowanie do ciała.