Het ondergaan van een beenamputatie is een drastische chirurgische ingreep die grote gevolgen heeft voor het functioneren. Mensen die na een amputatie in staat zijn om te lopen met een prothese, zijn functioneel onafhankelijker en hebben een hogere kwaliteit van leven dan mensen die in een rolstoel belanden. Maar lopen met een prothese is niet eenvoudig, en dit geldt zeker voor de grote groep ouderen die een amputatie ondergaan als gevolg van vaatproblematiek. Om te kunnen lopen is een goede balans nodig tussen de hoeveelheid energie dat het lopen kost (de belasting) en de hoeveelheid energie die de persoon tot zijn beschikking heeft (de capaciteit). In het ProGait onderzoek (prothestic gait ofwel ‘lopen met een beenprothese’) is gekeken naar de fysieke capaciteit en loopvaardigheid van mensen met een eenzijdige beenprothese.
Inzicht krijgen in de aerobe capaciteit van mensen die lopen met een beenprothese
De aerobe capaciteit relateren aan de aerobe belasting die het lopen met een prothese vergt
Om de inspanningscapaciteit bij oudere mensen met een beenamputatie te meten is een standaard inspanningstest niet toereikend. Om te garanderen dat de meting valide en, wellicht nog belangrijker, veilig kan worden uitgevoerd moet een weloverwogen keuze gemaakt worden wat betreft de te gebruiken inspanningstest. In het eerste deel van het promotieonderzoek is een inspanningstest ontwikkeld en onderzocht waarmee de piek capaciteit van deze specifieke patiëntengroep kan worden gemeten. De resultaten laten zien dat met behulp van een discontinue, stapsgewijze, éénbenige, fietstest op een veilige, betrouwbare en praktisch toepasbare manier de aerobe capaciteit van oudere mensen die lopen met een beenprothese kan worden bepaald.
Gebruikmakend van de ontwikkelde inspanningstest is bij 36 personen die lopen met een prothese en 21 controle personen zonder amputatie, allen tussen de 50 en 75 jaar oud, de aerobe capaciteit bepaald. Uit de resultaten bleek dat de proefpersonen die een beenamputatie hebben ondergaan, gemiddeld een 13,1% lagere piek aerobe capaciteit hadden dan de controlegroep. Wanneer onderscheid gemaakt werd naar de oorzaak van de amputatie, bleek dat de proefpersonen die een amputatie hebben ondergaan als gevolg van vaatproblematiek gemiddeld een 29,1% lagere piek aerobe capaciteit hadden dan de proefpersonen die vanwege een trauma een amputatie hebben ondergaan. De piek aerobe capaciteit van de door trauma geamputeerde groep verschilde niet met die van de controlegroep. Interessant is dat er geen relatie is gevonden tussen piek aerobe capaciteit en de hoogte van de amputatie.
Een lagere piek aerobe capaciteit, gecombineerd met de verhoogde aerobe belasting, kan resulteren in een dermate verhoogde relatieve aerobe belasting dat de loopvaardigheid wordt beïnvloed. Hoe hoger de relatieve belasting hoe vermoeiender het lopen. Onderzoek gepresenteerd in dit proefschrift laat zien dat de relatieve belasting van de groep met vaatproblematiek gemiddeld 44,6% hoger is dan die van de controlegroep en de groep met een traumatische amputatie. Gebruikmakend van de gegevens kan worden voorspeld dat een relatief geringe verhoging van de piek aerobe capaciteit van 10% kan leiden tot een reductie in de relatieve belasting van 9,1%, een verhoging van de loopsnelheid met 17,3% en een verbetering in de economie van het lopen van 6,8% bij deze groep mensen. Deze resultaten bevestigen dat bij personen met een amputatie als gevolg van vaatproblematiek, aerobe training een essentieel onderdeel zou moeten zijn van het revalidatietraject als het gaat om het herwinnen van de loopvaardigheid.
Naast het vergroten van de capaciteit kan de relatieve belasting ook worden gereduceerd wanneer de belasting van het lopen met een prothese kan worden verlaagd. In dit proefschrift zijn de mechanische kosten van het lopen met een beenprothese onderzocht door gebruik te maken van een eenvoudig dynamisch loopmodel. In totaal liepen 15 mensen met zowel een prothesevoet die energie kan opslaan en weer kan teruggeven (Energy Storage and Return; ESAR), als met een conventionele prothesevoet (Solid Ankle Cushioned Heel; SACH). Het blijkt dat tijdens het lopen met de ESAR-voet er minder mechanische energie nodig is voor de stap-naar-stap transitie dan met de SACH-voet. Desondanks biedt eerder onderzoek onvoldoende bewijs dat de ESAR voet ook daadwerkelijk de aerobe belasting tijdens het lopen reduceert ten opzichte van de conventionele SACH voet. Blijkbaar zijn er naast mechanische kosten voor de stap-naar-stap transitie, andere factoren die de aerobe belasting tijdens het lopen met de prothesevoet beïnvloeden.
Een andere mogelijke factor die de aerobe belasting tijdens het lopen met een beenprothese kan beïnvloeden, is de energie die nodig is voor de balanscontrole. Door een gebrek aan propioceptieve informatie tijdens het lopen met een beenprothese zijn mensen aangewezen op andere wellicht minder efficiënte mechanismen om de stabiliteit tijdens het lopen te waarborgen. De resultaten van dit onderzoek laten zien dat een veranderde balanscontrole daadwerkelijk tot een verhoging van het energieverbruik kan resulteren.
De piek aerobe capaciteit van personen die een beenamputatie hebben ondergaan doorvaatproblematiek is verlaagd. Lopen is voor deze mensen een inspannende activiteit.
Een relatief kleine verbetering in de piek aerobe capaciteit kan leiden tot significante en klinisch relevante veranderingen in de loopvaardigheid van personen met een beenprothese.
Een prothesevoet die een adequaat getimede afzetkracht kan genereren en die een optimale afwikkeling van de voet geeft tijdens de standfase, kan de mechanische energie tijdens de stap-naar-stap transitie verlagen.
Voor de revalidatie na een beenamputatie is het van belang dat men zich realiseert dat zowel aerobe training als balanstraining een substantiële bijdrage kan leveren aan het optimaliseren van de loopvaardigheid. Om die reden zouden beide facetten dan ook een geïntegreerd onderdeel van de revalidatie moeten zijn.
Met behulp van toekomstige longitudinale studies zal moeten worden onderzocht of de voorspellingen uit dit proefschrift met betrekking tot het effect van aerobe training op de loopvaardigheid van mensen die een beenamputatie hebben ondergaan ook daadwerkelijk te realiseren zijn. Voor toekomstig onderzoek ligt er tevens een grote uitdaging om de energetische kosten voor de loopbeweging en de kosten die gerelateerd zijn aan de balanscontrole, van elkaar te scheiden. Informatie over de onderliggende oorzaken van de verhoogde energetische kosten tijdens het lopen met een beenprothese vormt de basis voor verdere ontwikkeling van meer efficiënte en functionele prothesen.
Het onderzoek is uitgevoerd door Daphne Wezenberg, bewegingsonderwijzer en bewegingswetenschapper. Daphne werd begeleid door prof. dr. L.H.V. van der Woude en prof. dr. A. de Haan als promotoren (Vrije Universiteit) en dr. Han Houdijk als copromotor (Heliomare en Vrije Universiteit).
Heliomare
Faculteit der Bewegingswetenschappen, Vrije Universiteit
Dit promotieonderzoek werd gefinancierd door zowel de Faculteit der Bewegingswetenschappen van de Vrije Universiteit als Heliomare Research & Development.
Wezenberg D, de Haan A, van Bennekom CA, Houdijk H. Mind your step: Metabolic energy cost while walking an enforced gait pattern. Gait & posture, 2011, 33(4), 544-549.
Wezenberg D, de Haan A, van der Woude LH, Houdijk H. Feasibility and validity of a graded one-legged cycle exercise test to determine peak aerobic capacity in older people with a lower-limb amputation. Physical Therapy 2012, 92(2), 329-338.
Wezenberg D, de Haan A, Faber WX, Slootman HJ, van der Woude LH, Houdijk H. Peak oxygen consumption in older adults with a lower limb amputation. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2012, 93(11), 1924-1929.
Wezenberg D, van der Woude LH, Faber WX, de Haan A, Houdijk H. Relation between aerobic capacity and walking ability in older adults with a lower-limb amputation. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2013, 94(4), 1714-1720.
Wezenberg D, Cutti AG, Bruno A and Houdijk H. Differentiation between solid-ankle and cushioned heel and energy storage and return prosthetic foot based on step-to-step transition cost. Journal of Rehabilitation Research and Development 2014, 55(10), 1579-1590.
Startdatum: februari 2008
Einddatum: september 2012
De promotie vond plaats op 19 maart 2013.
Het proefschrift, inclusief een uitgebreide Nederlandse samenvatting, is hier te vinden.