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Modelli protesici degli arti

Di

Jan J. Stokosa

, CP,

  • Stokosa Prosthetic Clinic
  • American Prosthetics Institute, Ltd

Ultima modifica dei contenuti ago 2019
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Le componenti protesiche comprendono l'invaso, i sistemi di controllo e di fissaggio a sospensione, le articolazioni e l'appendice. Ci sono molte opzioni diverse per le protesi, ma tutte le opzioni mirano a ottenere un attacco stabile e confortevole. Il tecnico ortopedico aiuta i pazienti a scegliere il modello di protesi di cui hanno bisogno per raggiungere i loro obiettivi funzionali. Per esempio, le protesi possono essere progettate per la generica mobilità quotidiana, per attività specifiche come il nuoto, o per sport ad alto impatto e competitivi come la corsa. Le capacità fisiche e cognitive del paziente e la tolleranza al gadget sono importanti nella scelta iniziale delle componenti protesiche.

Le protesi dell'arto sono esoscheletriche o endoscheletriche.

Le protesi esoscheletriche hanno una rigida struttura esterna in plastica a forma di arto. Sono fissati permanentemente e non regolabili. Le protesi esoscheletriche sono più durevoli e sono da preferire, soprattutto quando la protesi può essere esposta a condizioni ambientali difficili come danni da impatto durante il lavoro fisico o un ambiente caustico.

Le protesi endoscheletriche hanno una struttura scheletrica centrale interna, che comprende componenti modulari e attacchi che forniscono adattamenti angolari su tutti e tre i piani e che facilitano la rimozione dei componenti danneggiati. Il sistema endoscheletrico è spesso ricoperto da un materiale morbido a forma di arto e da pelle sintetica applicata sopra la forma anatomica.

Protesi degli arti superiori

La mano ha un notevole significato psicosociale. L'amputazione può influenzare l'auto-percezione e/o l'identità di una persona e avere un impatto significativo sulle relazioni e sulla carriera. La consulenza psicologica deve essere offerta di routine.

La mano umana è complessa, e spesso sono necessarie due diverse protesi per fornire una funzionalità ottimale per le generiche attività quotidiane e per le attività specifiche.

Tipi generali di protesi degli arti superiori

Esistono 5 tipi generali di protesi degli arti superiori:

  • Protesi passive

  • Protesi ad energia corporea

  • Protesi mioelettriche con alimentazione esterna

  • Protesi ibride

  • Protesi per attività specifiche

Le protesi passive aiutano nell'equilibrio, nella stabilizzazione degli oggetti (come la carta durante la scrittura), o nelle attività ricreative/professionali. Sembrano un arto naturale, sono le più leggere ed economiche, ma non forniscono alcuna prensione attiva della mano.

Le protesi corporee sono quelle più prescritte, perché tendono a essere meno costose, più durevoli e richiedono meno manutenzione. Un sistema con imbracatura e cavi sospende la protesi e acquisisce il movimento scapolare e omerale per azionare l'articolazione dell'uncino, della mano o del gomito. Alcuni sistemi utilizzano il braccio opposto per innescare una particolare funzione; un'estremità della cinghia circonda il braccio opposto in corrispondenza dell'ascella, e l'altra estremità si collega a un cavo che controlla il dispositivo terminale (uncino, mano, o dispositivo speciale per una particolare funzione). Le persone impegnate in lavori fisici generalmente preferiscono questo tipo.

Le protesi mioelettriche ad energia esterna forniscono un movimento attivo della mano e dell'articolazione, senza la necessità di movimenti scapolari, omerali o del tronco. I sensori e gli altri input rilevano il movimento muscolare dell'arto residuo o della parte superiore del corpo e controllano gli attuatori alimentati, che forniscono una maggiore forza di presa rispetto alle protesi ad energia corporea.

In genere, per le amputazioni degli arti superiori si prescrivono protesi ibride. Esse combinano le caratteristiche specifiche dell'energia corporea e dell'energia mioelettrica; ad esempio, un gomito ad energia corporea può essere combinato con una mano o un dispositivo terminale ad energia esterna.

Le protesi specifiche per l'attività sono progettate per consentire la partecipazione ad attività che altrimenti danneggerebbero l'arto residuo del paziente o la protesi quotidiana, o quando la protesi quotidiana non funzionerebbe in modo efficace. Queste protesi spesso includono un'interfaccia dal design specializzato, un invaso, un sistema di fissaggio a sospensione e un dispositivo terminale. I dispositivi terminali specifici per l'attività possono consentire al paziente di afferrare un martello e altri strumenti, una mazza da golf o una mazza o un guanto da baseball. Altri aiutano in varie attività specifiche (p. es., nuoto, pesca). Questi dispositivi possono essere passivi o controllati dall'amputato.

Protesi parziali della mano

Le amputazioni parziali della mano variano da una o più dita a carpali-metacarpali; la flessione e l'estensione del polso, di solito, si preservano. Il ripristino della funzionalità con protesi è possibile per la mano completa o per una o più dita mancanti, utilizzando energia meccanica o esterna. Spesso, la stretta e la prensione si possono raggiungere tramite l'opposizione di una combinazione di dita naturali e protesiche.

Protesi per la disarticolazione del polso

L'amputazione per la disarticolazione del polso rimuove tutte le ossa del carpo, non lasciando alcuna possibilità di flettere o estendere il polso. Si conservano, il più delle volte, la pronazione e la supinazione. Possono essere utilizzati una protesi della mano, un gancio o un dispositivo terminale per attività speciali. Si possono utilizzare dispositivi passivi, a energia corporea o a energia esterna (mioelettrici).

Protesi sotto il gomito

Le amputazioni transradiali/ulnari possono essere lunghe (2/3 o più della lunghezza originale dell'osso del radio), medie (da 1/3 a 2/3 della lunghezza originale) o corte (≤ 1/3 della lunghezza originale). Le amputazioni al terzo prossimale o al terzo medio possono mantenere una certa pronazione e supinazione. Possono essere utilizzati dispositivi passivi, a energia corporea o a energia esterna.

Protesi per la disarticolazione del gomito e sopra il gomito

Le protesi per la disarticolazione del gomito e sopra il gomito richiedono entrambe un gomito meccanico. Le protesi per la disarticolazione del gomito tipicamente utilizzano la potenza del corpo per flettere il gomito (la gravità estende il gomito) e il controllo mioelettrico del dispositivo terminale. Due cerniere esterne al gomito sono fissate fuori dall'invaso di plastica. Ci sono molte combinazioni tra gomito e sistemi di controllo.

Protesi per le disarticolazioni della spalla e interscapolotoraciche

Nelle protesi per la disarticolazione della spalla e interscapolari, la dissipazione del calore, la distribuzione del peso e il comfort sono di primaria importanza. La superficie di contatto può essere di plastica rigida o flessibile, o un materiale di rivestimento in gel come il silicone. Le protesi più funzionali per questi livelli di amputazione comprendono, in genere, il controllo mioelettrico per una o più articolazioni e il funzionamento della mano.

Protesi agli arti inferiori

Ci sono molte variabili e opzioni per le protesi degli arti inferiori; ci sono 350 diversi sistemi piede/caviglia e 200 diverse ginocchia. L'amputato e il protesista valutano le diverse componenti articolari e del piede per determinare quali forniscono l'equilibrio ottimale, la sicurezza, la funzionalità e l'efficienza dell'andatura. Durante il processo di impianto, le scelte possono cambiare quando la valutazione biocinematica determina l'ottimale efficienza della marcia.

La maggior parte delle protesi degli arti inferiori è endoscheletrica, perché fornisce un aggiustamento continuo dell'allineamento biomeccanico. Ciò consente al protesista di affinare la cinematica delle componenti protesiche del piede, della caviglia e del ginocchio sotto il centro di gravità, riducendo al minimo il dispendio energetico della deambulazione.

I sistemi protesici della caviglia e del piede possono comprendere sistemi idraulici che smorzano le forze d'urto; alcuni si adattano automaticamente alle variazioni di cadenza. I sistemi caviglia/piede controllati da microprocessori regolano la funzionalità in tempo reale sulla base dei dati forniti dagli utenti e/o delle condizioni ambientali. Alcuni sono meccanismi passivi; altri forniscono una propulsione attiva che riduce notevolmente il fabbisogno energetico per la deambulazione. La rotazione assiale o orizzontale persa a causa delle amputazioni al di sopra della caviglia può essere sostituita da unità endoscheletriche di torsione; questa funzione è particolarmente utile per i golfisti. I pazienti che hanno scarpe con tacchi di diverse altezze (p. es., stivali da cowboy, tacchi alti) possono scegliere una protesi della caviglia che si adatti a diverse altezze; tuttavia, i piedi protesici con l'altezza del tallone regolabile possono non fornire una funzionalità dinamica sufficiente.

I sistemi protesici del ginocchio possono essere sistemi passivi pneumatici o idraulici a energia corporea, con un'articolazione singola o multiasse. Sono disponibili sistemi per il ginocchio controllati da microprocessore.

I sistemi protesici specifici per lo sport per i piedi e le ginocchia aiutano gli amputati a raggiungere il più alto livello di prestazione fisica. Alcuni sistemi sono efficaci per molteplici attività sportive e ricreative. Altri sono progettati per eventi specifici (p. es., scatti, corsa a lunga distanza, sci, nuoto). La corsa è più impegnativa per gli amputati sopra il ginocchio che per quelli sotto il ginocchio. L'invaso e il fissaggio a sospensione sono più critici per gli atleti. L'atrofia muscolare e la fluttuazione del volume sono più frequenti negli atleti e richiedono regolazioni più frequenti dell'invaso.

Protesi parziali del piede

Le amputazioni parziali del piede transmetatarsali, di Lisfranc, di Chopart e di Boyd mantengono la normale lunghezza dell'arto, e il piede residuo fornisce una naturale superficie sensibile portante; molti pazienti possono stare in piedi e camminare per brevi tratti senza protesi. I pazienti con parziale amputazione del piede consumano meno energia, camminando, rispetto a quelli con livelli di amputazione più alti.

Una protesi in silicone tipo pistone permette un certo movimento della caviglia e una deambulazione semplice a basse e medie velocità. Per le attività più vigorose (p. es., camminata veloce, corsa, salire scale e rampe), i pazienti possono utilizzare un invaso semirigido di plastica, che incapsula il piede e la caviglia rimanenti e si estende fino al bordo inferiore della rotula.

Protesi per la disarticolazione della caviglia di Syme

Le amputazioni per la disarticolazione della caviglia di Syme conservano un cuscinetto spesso sul tallone, che fornisce la capacità di carico. Anche se la lunghezza dell'arto è ridotta dai 7 ai 9 cm, i pazienti di solito possono stare in piedi e camminare per brevi tratti senza una protesi (p. es., spostarsi dentro e fuori dal letto o su è giù dalla sedia, camminare verso la stanza adiacente). Sono disponibili diversi sistemi protesici piede/caviglia.

Un'amputazione di Syme modificata riduce la tipica estremità bulbosa radendo le prominenze del malleolo tibiale e fibulare. Questa modifica facilita l'installazione della protesi e si traduce in un aspetto meno voluminoso della caviglia.

Protesi transtibiali (sotto il ginocchio)

I pazienti con una protesi sotto il ginocchio correttamente innestata e allineata possono funzionare a un livello elevato, spesso senza anomalie visibili nell'andatura. La capacità e la funzione di deambulazione sono limitate principalmente dallo stato preoperatorio del paziente e dalle condizioni postoperatorie di comorbilità. L'amputazione che mantiene una lunghezza dell'arto residuo > 9 cm (appena sotto il tubercolo tibiale) mantiene l'inserzione del quadricipite, che fornisce una migliore funzionalità rispetto all'amputazione attraverso il ginocchio o sopra il ginocchio.

Un invaso a superficie totale, con un invaso primario flessibile e un invaso semirigido con gestione del volume di vuoto e fissaggio a sospensione, migliora il comfort, la connettività e la simmetria dell'andatura. Il vuoto viene stabilito tramite pompa meccanica o elettrica. Sono disponibili altri sistemi di fissaggio a sospensione che possono essere impiegati in modo efficace. Il protesista e il paziente valutano i diversi componenti piede/caviglia per identificare i componenti che forniscono un equilibrio, una stabilità e una fluidità dell'andatura ottimali.

Protesi per la disarticolazione del ginocchio e transfemorali (sopra il ginocchio)

L'amputazione per la disarticolazione del ginocchio presenta vantaggi e svantaggi rispetto all'amputazione transfemorale. La disarticolazione del ginocchio mantiene i condili femorali e migliora la capacità di carico distale, che riduce la pressione e le forze di taglio sull'arto residuo e migliora la propriocezione. Uno svantaggio è che il centro di rotazione della protesi non corrisponde al centro di rotazione del ginocchio controlaterale, cosa che influisce sulla funzionalità e sull'aspetto; da seduti, il ginocchio si estende oltre l'altro ginocchio. Un'alternativa è quella di utilizzare una protesi con cerniere mediali e laterali al ginocchio attaccate all'esterno dell'invaso, che possono stabilire un miglior centro di rotazione ma aumentano l'ampiezza della protesi e rendono difficile l'adattamento dei vestiti.

I design dell'invaso per la disarticolazione transfemorale e del ginocchio possono essere rigidi, rigidi con pannelli flessibili per consentire l'espansione muscolare o regolabili per adattarsi alle normali fluttuazioni del volume diurno. Il sistema di fissaggio a sospensione può comprendere cinghia meccanica, perno di sospensione integrato, aspirazione o vuoto. I pazienti e i protesisti devono valutare diversi sistemi protesici del ginocchio e del piede/caviglia per raggiungere l'equilibrio, la stabilità e la mobilità ottimali.

Protesi per la disarticolazione dell'anca e per l'emipelvectomia

Il 2% di tutte le amputazioni è a questi livelli, quindi pochi protesisti e fisioterapisti hanno esperienza con questi pazienti. Il peso della protesi è considerevolmente maggiore di ogni altro e richiede anche una maggiore attenzione all'adattamento dell'invaso e al sistema di fissaggio a sospensione. Anche con una protesi ottimale, la velocità di deambulazione è dimezzata rispetto a quella degli individui abili, e il dispendio energetico è maggiore dell'80%. A causa delle difficoltà, l'accettazione a lungo termine delle protesi per l'amputazione a questo livello varia tra il 35 e il 45%. Le aspettative irragionevoli aumentano il tasso di rifiuto. I risultati positivi dipendono dalla comprensione realistica da parte dei pazienti delle sfide e delle limitazioni; dal loro grado di motivazione, dalla forza di base, dall'equilibrio e dalla coordinazione; e dalla loro capacità di sostenere il 100% del peso corporeo sull'arto residuo rimanente dopo l'amputazione.

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