Auteur(s): C. Riezebos Titel: De beenprothese en de voetstand Jaargang: 6 Jaartal: 1988 Nummer: 1 Oorspronkelijke paginanummers: 29-43 Dit artikel is oorspronkelijk verschenen in Haags Tijdschrift voor Fysiotherapie, van 1983 tot 1988 de voorloper van Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie. Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor (para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel gebruik. Zonder kosten te downloaden van: www.versus.nl
De beenprothese en de voetstand Chris Riezebos Samenvatting In dit artikel worden de gevolgen beschreven van een te grote dorsaal- of plantair-flexiestand van de voet van beenprothesen. Er worden enkele suggesties gedaan om op eenvoudige wijze klinisch de uitlijning te evalueren. Tenslotte worden enkele toepassingen beschreven bij neurologische patiënten. Inleiding en probleemstelling In de huidige prothesiologie wordt veelvuldig gebruik gemaakt van zogenaamde modulaire prothesen. Dit zijn prothesen welke uit een aantal vaste, geprefabriceerde onderdelen worden opgebouwd. De stompkoker kan, gezien de grote individuele verschillen in bouw van de stomp, niet standaard gemaakt worden. Aan een bovenbeenprothese kunnen de volgende modules worden onderscheiden: a. een stompkoker; b. een adapter voor de bevestiging van de stompkoker aan de bovenbeenstang; c. een bovenbeenstang; d. een adapter voor de bevestiging van de bovenbeenstang aan het kniegewricht; e. een kniegewricht; f. een adapter voor de bevestiging van het kniegewricht aan de onderbeenstang; g. een onderbeenstang; h. een adapter voor de bevestiging van de prothesevoet aan de onderbeenstang; i. een prothesevoet. Schematisch wordt een dergelijke modulaire bovenbeenprothese weergegeven in figuur 1. Figuur 1. De bovenbeenprothese. Een onderbeenprothese heeft, door het behouden gebleven eigen kniegewricht van de patiënt, minder onderdelen. Aan een onderbeenprothese kunnen de volgende modules worden onderscheiden: a. een stompkoker; b. een adapter voor de bevestiging van de stompkoker aan de onderbeenstang; c. een onderbeenstang; d. een adapter voor de bevestiging van de prothese-voet aan de onderbeenstang; e. een prothese-voet. Schematisch wordt een dergelijke modulaire onderbeen-prothese weergegeven in figuur 2.
Figuur 2. De onderbeenprothese. Al de onderdelen dienen per patiënt zodanig "uitgelijnd" te worden dat een optimaal looppatroon wordt verkregen. Hieronder wordt verstaan een looppatroon waarmee een zo groot mogelijke afstand kan worden afgelegd met een zo gering mogelijk energieverbruik. Bij de uitlijning van een prothese kunnen veel problemen rijzen. In dit artikel zullen we ons beperken tot het probleem van de relatieve dorsaal- of plantairflexiestand van de prothesevoet. Achtereenvolgens komen aan de orde: - de prothese-voet - de werking van de adapter - teveel dorsaal-flexie en het looppatroon - teveel plantair-flexie en het looppatroon - energieverbruik bij het gaan met een prothese - de voetstand en de zool- of hakverhoging - andere toepassingen De prothesevoet In principe kunnen twee typen onderscheiden worden: a. de prothesevoet met een "vaste" enkel; b. de prothesevoet met een "losse" enkel. De prothesevoet met een "vaste" enkel wordt aangeduid met de term: SACH-voet (= Solid Ankle Cushion Heel). In een dergelijke prothesevoet is een wig in de hiel aangebracht van enigszins samendrukbaar materiaal. Tijdens de hielkontakt- fase is hierdoor een zekere mate van "plantairflexie" mogelijk hetgeen een schokdempende invloed heeft. De stand van een dergelijke voet in de diverse fasen van het lopen wordt schematisch weergegeven in figuur 3. Figuur 3. De stand van een SACH-voet in diverse fasen van het lopen. In de prothese-voet met een "losse" enkel is een veersysteem aangebracht, zodanig dat de voet tijdens de hielkontakt-fase in plantairflexie wordt gebracht, terwijl tijdens de zwaaifase de voet door de veer in dorsaalflexie wordt gehouden. De stand van een dergelijke voet in de diverse fasen van het lopen wordt schematisch weergegeven in figuur 4.
Figuur 4. De stand van een prothesevoet met een losse enkel in diverse fasen van het lopen. Er bestaan ook prothesen waarbij de voet hydraulisch in plantair en dorsaalflexie wordt gestuurd, af- van de positie van het kniegewricht (b.v. Hydracadence prothesen) en prothesen waarbij de hankelijk positie van de enkel remmend kan werken op de flexie van de protheseknie. We zullen ons in dit artikel beperken tot de SACH-voet. Deze wordt verreweg het meest gebruikt. Hiervoor zijn twee redenen aanwijsbaar. Ten eerste is deze voet, door het ontbreken van mechanisch beweeglijke onderdelen, zeer duurzaam en bedrijfszeker. Ten tweede bestaat er de, overigens volstrekt onjuiste, gedachte dat het lopen met een SACHvoet door de "grotere stabiliteit" eenvoudiger is dan het lopen met een voet met een beweegbare enkel. Echter, deze grotere stabiliteit is slechts schijn. Een SACH-voet heeft maar een zeer geringe plantairflexie-mogelijkheid. Hierdoor steunt de patiënt vanaf hielkontakt tot aan de midstance-fase slechts op een klein deel van de hak van de prothese-voet (figuur 3c). Bij oudere patiënten met een relatief lage spierkracht en geringe coordinatie-mogelijkheden, treedt hierdoor tijdens de genoemde fasen van het gaan een exorotatie op van de prothese. De patiënt "pivoteert" als het ware over de hiel. Dit levert grote problemen op voor het bewaren van het evenwicht tijdens de standfase. Bij het gaan met een bovenbeenprothese ontstaan daarbij tevens moeilijkheden bij het correct uitvoeren van de zwaaifase (met behulp van de tubergang- of schredegang-techniek) door de onjuiste uitgangspositie van de prothese. Bij een losse enkel daarentegen staat, direkt na het hielkontakt, een veel groter deel van de voet op de grond (figuur 4c) en is de hier genoemde rotatie-instabiliteit veel minder. Het zou dan ook een vast be- leid dienen te zijn voor oudere patiënten met weinig spierkracht en coördinatief vermogen steeds een losse enkel te kiezen. Voor jongeren met voldoende spierkracht en coördinatie is een een SACH-voet aangewezen. Het feit dat een losse enkel weliswaar kwetsbaarder is doch een trager looppatroon toelaat dan een SACH-voet sluit hier logisch bij aan. De toenemende dorsaalflexie in de enkel, welke bij een niet-geamputeerd been plaatsvindt tijdens de fase midstance tot toe-off, kan bij een prothese met een SACH-voet niet plaatsvinden. De enkel is immers "solid". In plaats daarvan is de voorvoet van flexibel materiaal gemaakt. Tijdens deze fase "buigt" de voorvoet dan in dorsaalflexie (figuur 3e). Bij voeten met een losse enkel wordt vaak een scharnierende voorvoet toegepast (figuur 4e). De werking van de adapter De SACH-voet kan ten opzichte van de onderbeenstang van stand worden veranderd met behulp van de aanwezige adapter. Deze be- staat uit een konisch gevormd deel dat in een cylinder past. Met behulp van stelschroeven kan hiermee de voet in: dorsaalflexie, plantairflexie, inversie en eversie worden gebracht. De schroeven kunnen met een imbussleutel worden los- en vastgedraaid (figuur 5). Het verdient aanbeveling, bij iedere afstelling alle schroeven te lossen, om slijtage te voorkomen. Figuur 5. De werking van de adapter.
Teveel dorsaalflexie en het looppatroon De problemen die een patiënt ondervindt indien de voet van de prothese teveel in dorsaalflexie is afgesteld treden op in de fase midstance tot toe-off van het looppatroon. Met de midstance wordt hier bedoeld het moment waarbij een stabiel uitgelijnde prothese iets voorover gekanteld staat ten opzichte van de vloer en tegelijkertijd de prothesevoet plat op de grond staat (figuur 6). Figuur 6. Positie van goed uitgelijnde prothesen in de midstancefase. Bij een prothesevoet die teveel in dorsaalflexie is afgesteld is dit niet zo. Hierbij rust alleen de hiel op de bodem, terwijl de voorvoet nog los is van de ondergrond (figuur 7). Figuur 7. Positie van een prothese met een te grote dorsaalflexie- van de voet in de stand midstance-fase.
De voorwaarts gerichte afzetkracht van het niet-geamputeerde been, samen met het gegeven dat in deze positie de projektie van het zwaartepunt van de patiënt vóór het hielkontakt valt, maakt dat er een vooroverkantelend moment op de voet ontstaat. Aangezien er bij een SACH-voet geen plantairflexie in de enkel mogelijk is, resulteert dit in een sterke flexie-neiging in de (prothese-)knie (figuur 8). Figuur 8. Versterkte flexieneiging in de (prothese-) knie bij een te grote dorsaalflexie-stand van de voet. Bij een bovenbeenprothese moet de patiënt, teneinde deze flexie tegen te gaan, de heupextensoren (met name de M.gluteus maximus) sterk aanspannen. Bij een onderbeenprothese moet de patiënt de M.quadriceps hiervoor contraheren. Indien de spierkracht van de patiënt groot genoeg is heeft dit tot gevolg dat er in de fase van midstance tot toe-off sprake is van een versnelling van de beweging. De patiënt "valt" als het ware over de kantelende voet naar voren. Indien de spierkracht niet voldoende is zal de patiënt "door de knie zakken". De patiënt zal deze situatie als zeer instabiel ervaren en zo veel mogelijk proberen te ontwijken. Kompensaties als: ongelijke paslengten, het gaan met abductie en dientengevolge een gang van Duchenne kunnen dan optreden. Teveel plantairflexie en het looppatroon Ook hierbij treden de problemen met name op in de fase van midstance tot toe-off. Zoals hierboven al werd ge- zegd staat bij een goede uitlijning de prothese op het moment van de midstance iets voorovergekanteld ten opzichte van de vloer terwijl de prothese-voet plat op de grond staat. Bij een prothese waarvan de voet teveel in plantairflexie staat afgesteld, is dit niet mogelijk. Indien de patiënt de voet plat op de vloer zou plaatsen zou de prothese sterk achterover gekanteld staan ten opzichte van de grond (figuur 9). Figuur 9. Positie van een prothese met een te grote plantairflexiestand van de voet in de midstance-fase.
Indien de patiënt de prothese toch in de normale voor- positie ten opzichte van de grond overgekantelde plaatst, is de hiel los van de grond (figuur 10). Figuur 10. Idem figuur 9 indien de patiënt de prothese in de normale positie ten opzichte van de bodem plaatst. Figuur 11. Achteroverkantelend effekt bij een te grote plantairflexiestand van de voet in de midstance-fase. In beide gevallen projecteert het zwaartepunt achter het steunvlak. Dit heeft tot gevolg dat, indien het af- zetbeen zou worden opgetild, de patiënt door het onderbeen als het ware achteruit wordt gedrukt en achterover dreigt te vallen (figuur 11). Om dit te voorkomen moet het zwaartepunt boven de voet van het standbeen worden gebracht. Dit kan de patiënt bereiken door de romp voorover te buigen. Hierbij treedt flexie op van de heup van het standbeen en van de wervelkolom. Energieverbruik bij het gaan met een prothese Een aantal jaren terug is door Molen aangetoond dat patiënten met een beenprothese spontaan een zodanige verhouding kiezen van staplengte en stapfrekwentie dat de hoeveelheid opgenomen O 2 mi- energieverbruik. Het is dan ook niet gewenst nimaal is. Dit betekent: lopen met een zo laag mogelijk deze parameters te veranderen alleen omdat het lopen er dan "mooier" of "normaler" uitziet. Wel moet in ogenschouw worden genomen dat alle kompensaties die de patiënt moet uitvoeren bij een niet correcte uitlijning van de prothese, leiden tot een verhoogd energieverbruik, waardoor de actieradius sterk kan worden beperkt.
De voetstand en de zool- of hakverhoging Indien wordt waargenomen dat een patiënt met een prothese tijdens het lopen een van de bovenbe- kompensaties vertoont, kan op de volgende wijze eenvoudig worden nagegaan of deze het schreven gevolg is van een onjuiste afstelling van de voet. Wanneer vermoed wordt dat de oorzaak ligt in een te grote dorsaalflexiestand, kan met kurk of dik karton een geimproviseerde zool- verhoging worden gegeven, met tape bevestigd aan de schoen. Dit heeft hetzelfde effekt als het meer in plantairflexie afstellen van de enkeladapter (figuur 12). Figuur 12. Opheffen van een te grote dorsaalflexiestand van de voet door een zoolverhoging. Indien het looppatroon hierdoor verbetert kan de voetstand definitief worden gecorrigeerd door de adapter te verstellen. Indien vermoed wordt dat de oorzaak van het looppatroon gezocht moet worden in een te grote plantairflexiestand wordt een geimproviseerde hakverhoging aangebracht. Voor de voet heeft dit hetzelfde effekt als het meer in dorsaalflexie afstellen van de enkeladapter (figuur 13). Figuur 13. Opheffen van een te grote plantairflexiestand van de voet door een hakverhoging. Indien het looppatroon hierdoor verbetert kan de voetstand weer definitief gecorrigeerd wor- door het verstellen van de adapter. Door den het varieren van de dikte van de zool- en hakverhoging kan snel een indruk worden verkregen over het effekt van de dorsaal- of plantairflexiestand verandering zonder overmatige slijtage van de adapters.
Andere toepassingen De hierboven beschreven toepassing van een hak- of zoolverhoging bij patiënten met een prothese ter kontrole op de mate van plantair- en dorsaalflexie is eveneens toe te passen bij patiënten met geheel andere aandoeningen waarbij bewegingsbeperkingen in de enkel aanwezig zijn. Bij irreversibele kon- traktuurstanden na b.v. ernstige traumata van het enkelgewricht kan een hak- of zoolverhoging goede diensten bewijzen bij het verbeteren van het looppatroon. Bij bijvoorbeeld een patiënt met een hemiplegie en een sterke positieve steunreaktie, treedt het looppatroon op zoals beschreven bij de prothesevoet welke teveel in plantairflexie is afgesteld. Het aanbrengen van een hakverhoging kan het looppatroon dan sterk verbeteren. In het laatste geval moet er wel voor gezorgd worden dat de (permanente) hakverhoging niet zo groot is dat de extensor-synergie wordt doorbroken. Omgekeerd kan bij neurologische patiënten met een lage extensor-tonus een zoolverhoging gebruikt worden om de tonus te verhogen. In al deze gevallen wordt, na het uittesten van de benodigde verhogingen met een geimproviseerde hak of zool, de verhoging door de (orthopedisch) schoenmaker definitief onder de schoen aangebracht. Indien hierdoor een ernstig beenlengte verschil ontstaat dient dit gekompenseerd te worden door een gekombineerde hakzool- verhoging onder de schoen van het niet-aangedane been.