Effecten van kracht van de prothetische enkel en voetstijfheidscategorie op biomechanische asymmetrie en knie-moment tijdens lopen bij verschillende snelheden

Waarom evenwicht tussen stappen ertoe doet

Voor veel mensen met een onderbeenamputatie is lopen met een prothese een dagelijkse overwinning — maar het kan ook extra belasting geven aan het resterende, intacte been. Als het ene been harder moet werken dan het andere, kunnen de extra krachten op de intacte knie en heup het risico op gewrichtspijn en artrose in de loop van de tijd vergroten. Deze studie onderzoekt hoe het fijn afstellen van moderne prothetische voeten — door aan te passen hoe stijf ze zijn en hoeveel vermogen ze bij elke stap toevoegen — mensen kan helpen gelijkmatiger te lopen en mogelijk hun gewrichten te beschermen.

Twee soorten hightech-voeten

De meeste mensen met een onderbeenamputatie (transtibiaal) gebruiken een passieve, veerachtige voet die energie opslaat en teruggeeft maar niet actief van de grond kan afduwen. Deze apparaten geven doorgaans slechts ongeveer de helft van de energie terug die een biologische enkel zou leveren, waardoor het intacte been extra werk moet doen. Een nieuwere optie, de BiOM aangedreven enkel-voetprothese, bevat een ingebouwde motor en veer die energie kan leveren tijdens de afzet. De BiOM gebruikt ook een standaard passieve voet als basis, die in verschillende stijfheidscategorieën wordt verkocht en wordt afgestemd op het gewicht en het activiteitsniveau van de gebruiker. Dat betekent dat clinici zowel de stijfheid van de prothetische voet als het vermogen van de motor kunnen aanpassen — wat veel mogelijke combinaties biedt maar weinig richtlijnen over welke instellingen het beste het lichaam beschermen.

Hoe de studie werd uitgevoerd

Dertien ervaren prothesegebruikers met één onderbeenamputatie liepen op een speciale loopband met snelheden van een rustige wandelpas (0,75 m/s) tot stevig doorstappen (1,75 m/s). Elke deelnemer probeerde 16 verschillende prothetische configuraties: vier voetstijfheidscategorieën (van twee stappen zachter dan aanbevolen tot één stap stijver) en vier vermogenscondities (een passieve voet zonder motor, plus BiOM-vermogen afgestemd op het aanbevolen nivo, 10% boven dat nivo en 20% boven dat nivo). Tijdens het lopen maten de onderzoekers hoe lang elke voet contact met de grond hield, hoe hard elke voet op de loopband drukte bij de eerste en tweede piek van de stap, en hoeveel draaiend belastend moment er op de intacte knie verscheen — een belangrijke indicator die verband houdt met knie-artrose.

Wat veranderde door alleen stijfheid

Het aanpassen van de stijfheid van de passieve voet had verrassend kleine effecten op het loopbalans. Over het bereik van stijfheidscategorieën was er geen duidelijke verandering in hoe evenwichtig de twee benen de contacttijd met de grond deelden, noch in de symmetrie van de eerste piek van de verticale grondreactiekracht. Slechts één patroon viel op: het gebruik van de stijfste voet verminderde de ongelijkheid in de tweede krachtpiek vergeleken met het gebruik van de zachtste voet, maar slechts met iets meer dan één procentpunt. De belasting op de intacte knie werd binnen het geteste stijfheidsbereik ook grotendeels niet beïnvloed. Deze bevindingen suggereren dat, voor alledaagse klinische keuzes tussen vergelijkbare commerciële voeten, bescheiden stijfheidsaanpassingen mogelijk geen dramatische invloed hebben op gewrichtsbelasting of stapbalans.

Wat extra vermogen kan doen — en wanneer

Het inschakelen van de BiOM-motor had meer merkbare effecten. Ongeacht de onderliggende voetstijfheid verminderde het gebruik van het aangedreven apparaat de verschillen in contacttijd tussen de prothetische en de intacte benen vergeleken met het gebruik van een passieve voet. De details voor krachtsymmetrie hingen echter af van loopsnelheid en vermogensniveau. Bij de afstelsnelheid van 1,25 m/s leverde het draaien van de BiOM op 10–20% boven het aanbevolen vermogen het meest gebalanceerde patroon in zowel de eerste als tweede krachtpieken tussen de benen. Bij langzamere (0,75 m/s) en snellere (1,75 m/s) snelheden maakte het verhogen van het vermogen de krachtsongelijkheden soms juist erger. Ondanks deze veranderingen in hoe de benen het werk verdeelden, vond de studie geen consistente verminderingen in het cruciale draaiende moment bij de intacte knie bij gebruik van het aangedreven apparaat in welke geteste instelling dan ook.

Wat dit betekent voor alledaags lopen

Voor mensen met een onderbeenamputatie en hun behandelaars schetsen deze resultaten een genuanceerd beeld. Een aangedreven enkel-voetprothese zoals de BiOM kan helpen stappen gelijkmatiger te maken, vooral bij de snelheid waarvoor hij is afgestemd, en iets stijvere voeten kunnen één aspect van krachtsbalans verbeteren. Toch verminderden noch stijfheidsaanpassingen noch hoger vermogen binnen het geteste bereik duidelijk de kniebelasting die men in verband brengt met het risico op artrose. De auteurs suggereren dat prothesetechnici de vermogensinstellingen kunnen afstemmen op iemands typische loopsnelheid en dat toekomstige apparaten mogelijk automatisch het vermogen aanpassen als de snelheid verandert. Hoewel het fijn afstellen van de huidige protheses de symmetrie kan verbeteren, zal het volledig beschermen van de lange termijn gewrichtsgezondheid waarschijnlijk verdere verfijningen in ontwerp en regeling vereisen.

Bronvermelding: Tacca, J.R., Colvin, Z.A. & Grabowski, A.M. Effects of prosthetic ankle power and foot stiffness category on biomechanical asymmetry and knee moment during walking at different speeds. Sci Rep 16, 7207 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37225-3

Trefwoorden: prothetische enkel, transtibiale amputatie, aangedreven prothese, loopharmonie, knie-artrose