Leis­tungs­fä­hig­keit von Bla­de-Fuß­pas­s­tei­len im All­tag — Erfah­rungs­be­richt nach neun Ver­sor­gun­gen mit dem Pas­s­teil Che­e­tah Xplore

M. Brehm
Mit dem Fußpassteil Cheetah Xplore können Unterschenkelprothesen besonders leichtgewichtig gefertigt werden. Mit einem speziellen Aufbaukonzept, leichter Vorspannung der Carbonfeder („Blade“) im Grundaufbau – ähnlich der Hubanordnung eines Stoßdämpfers beim Mountainbike – wird eine besondere Dynamik erzeugt. Die Feder wird auf einer Länge von 9 cm dorsal an den Schaft geklebt oder mit dem Laminationsverbinder der Cheetah-Sportfüße angeschraubt. Der Hauptnutzen des Fußes besteht in der signifikant höheren Energierückgabe bei erhöhter Energieaufnahme. Zusätzlich ist durch das großbogige C-förmige Design eine hohe Stoßdämpfung gewährleistet.

Ein­lei­tung

Im Sep­tem­ber 2015 wur­de das Fuß­pas­s­teil Che­e­tah Xplo­re für Erwach­se­ne von Össur in Deutsch­land in den Markt ein­ge­führt. Wäh­rend auf der einen Sei­te die Ent­wick­lung im Bereich der mikro­pro­zessor­ge­steu­er­ten Fuß­pas­s­tei­le vor­an­schrei­tet, die auf­grund ihrer Kon­struk­ti­on, Moto­ri­sie­rung und Akku­tech­nik ein deut­lich höhe­res Gewicht auf­wei­sen (Össur Pro­prio Foot 1.424 g, Endo­li­te Élan 1.200 g, Otto Bock Tri­ton Smart Ankle 1.470 g – jeweils zuzüg­lich Modu­lar­a­d­ap­ter bis zum Schaft), beschrei­tet Össur mit dem Che­e­tah Xplo­re mit einem extrem leicht­ge­wich­ti­gen Bau­teil (646 g/Fußgröße 26/Categorie 5) einen ent­ge­gen­ge­setz­ten Weg für den All­tag. Durch die­se Bau­wei­se sind kei­ne zusätz­li­chen Modu­lar­a­d­ap­ter zur Ver­bin­dung von Schaft und Fuß not­wen­dig. Der Che­e­tah Xplo­re ist ein ultra­leich­ter dyna­mi­scher soge­nann­ter Bla­de-Fuß, der ähn­lich der Car­bon­fe­der einer Sport­pro­the­se dor­sal am Schaft ange­bracht wird. Die Idee stammt von Greg David­son aus Puyal­lup im Bun­des­staat Washing­ton in den USA. David­son ist Ortho­pä­die-Mecha­ni­ker und Inha­ber eines klei­nen OT-Betrie­bes süd­lich von Seat­tle. Er kon­stru­ier­te 2010 den ers­ten Pro­to­typ aus dem klas­si­schen Che­e­tah-Fuß in Ver­bin­dung mit Vari-Flex-Fer­sen­fe­dern, den Che­e­tah mit Fer­se als All­tags­fuß zum Gehen für akti­ve Anwen­der („David­son Modi­fied Che­e­tah with Heel“). Er modi­fi­zier­te dabei den Che­e­tah-Fuß in eine Split-Toe-Fuß­va­ri­an­te, indem er den Fuß mit der Band­sä­ge teil­te und an genau defi­nier­ten Punk­ten die Fer­sen­fe­dern anschraub­te. Össur erkann­te das Poten­zi­al des Fußes und wan­del­te David­sons Idee in ein Seri­en­pro­dukt um.

Die dyna­mi­sche Feder­län­ge modu­la­rer Car­bon­fe­der­fü­ße beträgt ca. 22 bis 27 cm. Mit dem Che­e­tah Xplo­re lässt sich je nach Kör­per­grö­ße und Fuß­län­ge eine Feder­län­ge von über 58 cm erzeu­gen. Je län­ger und här­ter die Car­bon­fe­der ist, umso dyna­mi­scher und kraft­vol­ler wird das Lauf­ge­fühl für den Anwen­der. Der Schlüs­sel für die Wirk­sam­keit des Fußes liegt in der Maxi­mie­rung der Car­bon­fe­der­län­ge: Durch die län­ge­re Car­bon­fe­der kön­nen stei­fe­re Federn benutzt wer­den als bei her­kömm­li­chen Füßen, wäh­rend immer noch eine aus­rei­chen­de Beweg­lich­keit für ein nor­ma­les Geh­ver­hal­ten ermög­licht wird. Dies erzeugt eine weit­aus höhe­re Ener­gie­rück­ga­be als die bis­her am Markt erhält­li­chen Fuß-Designs. Die Anwen­der erhal­ten dadurch ein direk­tes Gefühl der Feder­en­er­gie. Der Fuß zeich­net sich durch eine beson­ders gute Anpas­sungs­fä­hig­keit auf unebe­nem Grund aus. Dies ist durch das Split-Toe-Design und das groß­bo­gi­ge C‑förmige Bla­de-Design bedingt.

Der Haupt­nut­zen des Fußes besteht in einer signi­fi­kant höhe­ren Ener­gie­rück­ga­be bei erhöh­ter Ener­gie­auf­nah­me. Zusätz­lich ent­steht durch das groß­bo­gi­ge C‑förmige Design ein Stoß­dämp­fungs­ef­fekt. Eben­so kom­pen­siert die zwei­ge­teil­te Feder Boden­un­eben­hei­ten und redu­ziert unan­ge­neh­me Hebel­mo­men­te zwi­schen Stumpf und Pro­the­sen­schaft. Dies führt in der sub­jek­ti­ven Bewer­tung der Anwen­der dazu, weni­ger auf den Boden schau­en zu müs­sen (Ver­bes­se­rung im Bereich des Gebrauchs­vor­teils „geteil­te Aufmerksamkeit“).

Mit dem Che­e­tah Xplo­re kön­nen Unter­schen­kel­pro­the­sen beson­ders leicht­ge­wich­tig gefer­tigt wer­den. Durch ein spe­zi­el­les Set­up, ähn­lich dem Auf­bau eines Stoß­dämp­fers beim Moun­tain­bike, wird mit leich­ter Vor­span­nung der Car­bon­fe­der im Grund­auf­bau eine beson­de­re Dyna­mik erzeugt. Der sta­ti­sche Auf­bau erfolgt mit 5 mm addi­ti­vem Absatz oder mit ca. 7 Grad addi­ti­ver Stre­ckung im Schaft. Die Feder wird auf einer Län­ge von 9 cm dor­sal an den Schaft geklebt oder mit dem übli­chen Lami­na­ti­ons­ver­bin­der der Che­e­tah-Sport­fü­ße ange­schraubt. Mit der geschraub­ten Vari­an­te wird die Ein­ord­nung des Pas­s­teils in der Sagit­tal­ebe­ne (A/P) erschwert; der Fuß wird je nach Stumpf­form und Waden­aus­prä­gung sehr weit dor­sal in Bezug auf die Auf­bau­emp­feh­lun­gen des Her­stel­lers ein­ge­ord­net sein. Der Ver­fas­ser klebt – wie Greg David­son – den Che­e­tah Xplo­re dor­sal an den Schaft an (Abb. 1). Nach erfolg­rei­cher dyna­mi­scher Anpro­be wird der Fuß mit einem Druck-Lami­nat zusätz­lich gesi­chert, wie es in der Fit­ting­an­lei­tung von Össur emp­foh­len wird.

Anwen­derer­fah­run­gen und Messergebnisse

Im Jahr 2015 wur­den im Unter­neh­men des Ver­fas­sers 11 Füße für 9 Anwen­der ein­ge­baut (1 weibl./8 männl. TN, davon 1 Kind mit Che­e­tah Xplo­re juni­or und 2 TN mit dop­pel­sei­ti­ger Ampu­ta­ti­on). Alle Anwen­der kön­nen den Mobi­li­täts­klas­sen 3 bis 4 zuge­ord­net wer­den. Das Durch­schnitts­al­ter der TN betrug 45 Jah­re (Jüngs­ter: 9 Jah­re, Ältes­ter: 67 Jah­re). Die im Fol­gen­den geschil­der­ten Beob­ach­tun­gen stüt­zen sich auf die Aus­sa­gen und sub­jek­ti­ven Bewer­tun­gen der Anwen­der. Unab­hän­gig davon wur­den bei 8 Anwen­dern Gang­ana­ly­sen mit dem Sys­tem „PRO.Vision“ (Fa. Strei­fen­e­der) sowie Druck­mes­sun­gen mit­tels Kraft­mess­plat­te durch­ge­führt. Außer­dem wur­den mit­tels des Kurz­fra­ge­bo­gens „Prost­he­tic Limb Users Sur­vey of Mobi­li­ty“ (PLUS‑M) die sub­jek­ti­ven Ein­drü­cke der Teil­neh­mer bezüg­lich der All­tags­si­tua­tio­nen erfasst. Bei allen Pro­the­sen wur­de der Auf­bau für Unter­schen­kel­pro­the­sen nach Blu­men­tritt mit dem LASAR Pos­tu­re opti­miert (Abb. 2).

Durch den Ver­zicht auf jeg­li­che Modu­lar­a­d­ap­ter konn­te im Schnitt eine um 31 % leich­te­re Pro­the­se zur Ver­fü­gung gestellt wer­den (11 Anwen­dungs­be­ob­ach­tun­gen im Ver­gleich zur Vor­ver­sor­gung). Dies ent­spricht einem durch­schnitt­li­chen Ein­spar­po­ten­zi­al von ca. 570 g Gewicht. Maxi­mal konn­te das Pro­the­sen­ge­wicht im Erwach­se­nen­be­reich um 42 % (823 g) redu­ziert wer­den. Die bis­her gerings­te Gewichts­re­du­zie­rung im Hau­se des Ver­fas­sers beträgt 10 % (196 g). Die leich­tes­te Ver­sor­gung bis­her wiegt 895 g (Abb. 3). Eine Kin­der­ver­sor­gung (Abb. 4) konn­te um 53 % leich­ter rea­li­siert wer­den (446 g Che­e­tah Xplo­re gegen­über 944 g in Modularbauweise).

Der Gebrauchs­vor­teil des deut­lich redu­zier­ten Pro­the­sen­ge­wich­tes kann nach der Erfah­rung des Ver­fas­sers als erheb­lich ange­se­hen wer­den. Wenn man an einer Unter­schen­kel­pro­the­se 1.000 g Gewicht ein­spa­ren kann, bedeu­tet dies, bei 1.000 Schrit­ten mit der Pro­the­se 1.000 kg weni­ger Gewicht bewe­gen zu müs­sen. Der meta­bo­li­sche Ener­gie­um­satz wird redu­ziert bzw. die ein­ge­spar­te Ener­gie steht z. B. für län­ge­re Geh­stre­cken zur Ver­fü­gung. Die­sen Vor­teil schät­zen vor allem Kurz­stumpf­pa­ti­en­ten und Anwen­der der nied­ri­ge­ren Mobi­li­täts­klas­sen sehr.

Eine Ver­sor­gung wur­de im Ver­gleich zur Vor­ver­sor­gung um 8 % schwe­rer. Hier­bei han­delt es sich um eine Syme-Pro­the­se rechts bei beid­sei­ti­ger Ampu­ta­ti­on (Abb. 5). Die Kör­per­grö­ße der jun­gen Anwen­de­rin wur­de um 5 cm erhöht, um mehr Car­bon­fe­der­län­ge zu erhal­ten. Somit ist die Gewichts­stei­ge­rung nach­voll­zieh­bar. Bis­her wur­den nur deut­lich stei­fe­re Low-Pro­fi­le-Pas­s­tei­le ver­wen­det. Die Ver­bes­se­rung der Abroll­dy­na­mik und die Stoß­dämp­fungs­ef­fek­te waren für die Anwen­de­rin sofort und beson­ders ein­drucks­voll spürbar.

Die dista­le Schwung­mas­se und das Pro­the­sen­ge­wicht kön­nen wei­ter ver­rin­gert wer­den, wenn man auf die Stan­dard­fuß­co­ver (ca. 150 g) ver­zich­tet, die Fuß­form statt­des­sen mit Plas­ta­zo­te auf­baut und abschlie­ßend mit geschlos­sen­po­ri­gem Schaum­ma­te­ri­al bezieht. Das Ein­spar­po­ten­zi­al liegt bei ca. 75 bis 100 g. Die plan­taren Schaum­tei­le sind im Lie­fer­um­fang ent­hal­ten (Abb. 6).

Wer das Gewichts­ein­spa­rungs­po­ten­zi­al voll aus­schöp­fen will, könn­te beim Auf­bau auf den Schuh ver­zich­ten und direkt an der Feder plan­t­ar eine Lauf­soh­le befes­ti­gen. Dadurch kann die Car­bon­fe­der­län­ge als Neben­ef­fekt noch­mals gestei­gert wer­den. Die bis­her ver­sorg­ten Anwen­der beschrei­ben unab­hän­gig von­ein­an­der nach kur­zer Ein­lauf­pha­se, dass sich das Gehen viel natür­li­cher anfüh­le, sie weni­ger ermü­de­ten und sich agi­ler fühlten.

Wei­te­re Testergebnisse

Eine ers­te Stu­die aus den USA von McDuf­fee (Uni­ver­si­ty of Washing­ton) 1 belegt eine höhe­re Zufrie­den­heit mit dem Balan­ce-Emp­fin­den und dem dar­aus resul­tie­ren­den Ver­trau­en in die Pro­the­se im Ver­gleich zu den Vor­ver­sor­gun­gen. Ver­öf­fent­licht wur­den die­se Ergeb­nis­se im Febru­ar 2015 anläss­lich der 41. Jah­res­ta­gung der Ame­ri­can Aca­de­my of Ortho­tists & Prost­he­tists. Inter­es­sant in die­sem Zusam­men­hang ist der Befund, dass alle getes­te­ten Anwen­der bereits mit hoch­wer­ti­gen Car­bon­fe­der­fü­ßen (Össur Vari-Flex XC, Össur Vari-Flex EVO, Össur Reflex Rota­te, Otto Bock Tri­ton) vor­ver­sorgt waren, jedoch beim Umstieg vom Che­e­tah Xplo­re zurück zur Vor­ver­sor­gung erheb­li­che Anlauf- und Umstel­lungs­pro­ble­me äußer­ten sowie das deut­li­che Mehr­ge­wicht bemängelten.

Mög­li­che Ursa­che hier­für ist die Reduk­ti­on des dista­len Pen­del­ge­wichts durch den Ver­zicht auf jeg­li­che Modu­lar­a­d­ap­ter. Die gerin­ge­re Mas­sen­träg­heit führt zu einer ver­bes­ser­ten und genaue­ren Posi­tio­nier­bar­keit des Fußes. Dies führt z. B. auf Trep­pen oder unebe­nem Unter­grund zu einer Erhö­hung der sub­jek­ti­ven Sicher­heit der Anwen­der. Gera­de auf Trep­pen oder beim Berg­auf­ge­hen kann die C‑Feder ein­fa­cher gebo­gen wer­den, bie­tet einen län­ge­ren Feder­weg und redu­ziert so die knie­stre­cken­de Belastung.

Man­che Anwen­der ohne Lauf- oder Jog­gin­ger­fah­rung konn­ten bereits nach kur­zer Zeit kur­ze Beschleu­ni­gungs­stre­cken mit dem Che­e­tah Xplo­re durch­füh­ren und sich im Dau­er­lauf­tem­po fort­be­we­gen. Dies ist aber sehr von den Stumpf­vor­aus­set­zun­gen und ‑län­gen abhän­gig. Mit einem Sport­fuß zum aus­dau­ern­den Jog­gen oder Sprin­ten soll der Che­e­tah Xplo­re aus­drück­lich nicht ver­gli­chen werden.

Die direk­te Anbin­dung des Fußes dor­sal am Schaft über­trägt Vibra­tio­nen direkt auf die Stumpf­bet­tung. Dies führt sub­jek­tiv zu einer Ver­bes­se­rung der Pro­prio­zep­ti­on und zur ver­bes­ser­ten Wahr­neh­mung des Unter­grun­des. Ein Nach­teil des Pas­s­teils ist die kos­me­ti­sche Ver­klei­dung. Hier kön­nen Cover in Scha­len­bau­wei­se zum Ein­satz kom­men; eine Alter­na­ti­ve sind ein­fa­che, z. B. auf­klett­ba­re Form­aus­glei­che zur Fül­lung des Hosen­bei­nes ohne Anspruch auf Anpas­sung an die Form der Gegen­sei­te, eher als futu­ris­ti­sche Design­va­ri­an­te. Eine Anpas­sung an die Bein­form der Gegen­sei­te wird sel­ten Aus­sicht auf Erfolg haben. Die­ser Sach­ver­halt muss vor Ver­sor­gungs­be­ginn mit den Anwen­dern bespro­chen werden.

Fazit

Kei­ner der bis­her ver­sorg­ten Anwen­der möch­te auf sei­ne bis­he­ri­ge Ver­sor­gung zurück­wech­seln. Nach Aus­wer­tung der PLUS-M-Fra­ge­bö­gen konn­te eine Stei­ge­rung der Mobi­li­tät von durch­schnitt­lich 56,05 % T‑Score auf 63,15 % T‑Score nach­ge­wie­sen wer­den. Beim 6‑Mi­nu­ten-Geh­test konn­ten alle Anwen­der die Geh­stre­cke mit der Che­e­tah-Xplo­re-Ver­sor­gung stei­gern. Durch­schnitt­lich konn­te die Geh­stre­cke um 41 m (min. 7 m; max. 119 m) gestei­gert wer­den. Dies ent­spricht einer durch­schnitt­li­chen Geh­stre­cken­stei­ge­rung um 13 % (min. 2 %; max. 40 %).

In der PRO.Vision-Ganganalyse konn­te eine Annä­he­rung an die phy­sio­lo­gi­schen Para­me­ter nach Per­ry 2003 (Stand-Schwung­pha­se 60/40) 2 nach­ge­wie­sen wer­den, obwohl alle Anwen­der als gute und har­mo­ni­sche Geher anzu­se­hen sind (Abb. 7). Der Bewe­gungs­um­fang am Sprung­ge­lenk (Dorsalextension/Plantarflexion) konn­te im Ver­gleich zur Vor­ver­sor­gung im Durch­schnitt um 2,3 Grad – von 18,3 auf 20,6 Grad – gestei­gert wer­den. Der Knie­win­kel beim „Initi­al Con­ta­ct“ konn­te von 2,5 auf 4,2 Grad im Schnitt gestei­gert wer­den. Die Last­ver­tei­lung bei der sta­ti­schen Druck­mes­sung konn­te bei allen Ver­sor­gun­gen opti­miert wer­den, d. h., die Belas­tung der Pro­the­sen­sei­te konn­te gestei­gert werden.

Der Che­e­tah Xplo­re ist ein sehr gut geeig­ne­tes Pro­dukt für den All­tag von Anwen­dern mit den unter­schied­lichs­ten Anfor­de­run­gen. Anwen­der der Mobi­li­täts­klas­se 2 wer­den die leich­te Bau­wei­se zu schät­zen wis­sen, wäh­rend Anwen­der der Mobi­li­täts­klas­se 4 die Mög­lich­keit der unter­schied­li­chen Geh­ge­schwin­dig­kei­ten schät­zen – eben­so die Mög­lich­keit, wie­der Sprün­ge durch­zu­füh­ren und noch wei­te­re Mobi­li­täts­ver­bes­se­run­gen zu erfah­ren. Beson­ders Kurz­stumpf­pa­ti­en­ten äußern nach Erfah­rung des Ver­fas­sers oft­mals den Wunsch nach beson­ders leich­ten Pro­the­sen. Die­ser Wunsch kann mit dem Che­e­tah Xplo­re erfüllt werden.

Wün­schens­wert wären wei­te­re wis­sen­schaft­li­che Stu­di­en bezüg­lich Gleich­ge­wicht, Ener­gie­rück­ga­be, Sicher­heits­emp­fin­den, Ener­gie­um­satz und Pro­the­sen­ge­wicht, die die durch­weg posi­ti­ven Erfah­run­gen der ers­ten Benut­zer zusätz­lich objek­ti­vie­ren. Eben­so wäre eine seri­el­le Lösung für ein akti­ves Unter­druck­sys­tem (Unity) (Abb. 8) als indi­vi­du­el­le Lösung erfor­der­lich, um die Schnitt­stel­le Stumpf/Schaft zu optimieren.

Der Autor:
Mar­tin Brehm
Sani­täts­haus Klein
Zucker­stra­ße 30
64807 Die­burg
mbrehm@sani-klein.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
Brehm M. Leis­tungs­fä­hig­keit von Bla­de-Fuß­pas­s­tei­len im All­tag — Erfah­rungs­be­richt nach neun Ver­sor­gun­gen mit dem Pas­s­teil Che­e­tah Xplo­re. Ortho­pä­die Tech­nik, 2016; 67 (4): 40–43

 

 

  1. McDuf­fee MC. Self-asses­sed balan­ce con­fi­dence in pati­ents with trans­ti­bi­al ampu­ta­ti­ons using the Modi­fied Che­e­tah prost­he­sis. Ame­ri­can Aca­de­my of Ortho­tists & Prost­he­tists, 41st Aca­de­my Annu­al Mee­ting & Sci­en­ti­fic Sym­po­si­um Febru­a­ry 18–21, 2015. http://www.oandp.org/publications/jop/2015/2015–81.pdf (Zugriff am 23.02.2016)
  2. Götz-Neu­mann K. Gehen ver­ste­hen. Gang­ana­ly­se in der Phy­sio­the­ra­pie. Stutt­gart, New York: Thie­me, 2006: 17
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