Bestimmung der technischen Realisierbarkeit der Vereinheitlichung des Kalibrierprozesses im Versorgungsprozess für mechatronische Kniegelenke

Abstract

Der durch den Orthopädietechniker/die Orthopädietechnikerin ausgeführte Versorgungsablauf zur Anpassung und Einstellung der Prothesenpassteile stellt einen der wichtigsten Faktoren für die korrekte Funktionsweise mikroprozessorgesteuerter Kniegelenke (MPK) dar. Differenzen für verschiedene MPKs im Versorgungsprozess führen zu erhöhter Komplexität und erhöhtem Fehlerpotenzial für den jeweiligen Orthopädietechniker und einer potenziell schlechteren Versorgungsqualität für den Anwender/die Anwenderin. Das Ziel dieser Arbeit ist die Überprüfung der Notwendigkeit und möglichen Vereinheitlichung aktueller Unterschiede im Versorgungsablauf für die vom Hersteller Otto Bock produzierten mikroprozessorgesteuerten Kniegelenke Kenevo, C-Leg und Genium/X3. Dazu wurde die Kalibriernotwendigkeit beim Kenevo-Kniegelenk durch eine Offsetmessreihe von AXON-Rohradaptern (n = 34) nach deren Fertigstellung in der Produktion durchgeführt und eingeordnet. Zur Bestimmung des Einflusses des Knie-Extenders beim C-Leg 4 wurden 5 Personen mit unilateralen transfemoralen Amputationen (Mobilitätslevel K3-K4) jeweils mit zwei verschiedenen Aufbauvarianten (mit und ohne Knie-Extender) im Bench Alignment nach Herstellervorgaben aufgebaut. Anschließend wurden pro Aufbauvariante Messungen bei vier verschiedenen Ganggeschwindigkeiten am Laufband durchgeführt und für die Steuerung relevante Gangparameter zum Vergleich analysiert. Die Offsetmessungen zeigen keine Überschreitungen sicherheitskritischer Schwellwerte für die niedrigmobile Kenevo-Anwendergruppe. Die Gangparameter des Kniewinkelverlaufes, Rollwinkelverlaufes und Kniewinkelgeschwindigkeitsverlaufes zeigen keine negativen Auswirkungen bei Entfall des Knie-Extenders im Bench Alignment im Vergleich zur Aufbauvariante mit Knie-Extender. Der Kalibrierwert des statischen Rollwinkels beim C-Leg Aufbau ohne Knie-Extender zeigt signifikant größere Werte, jedoch keine negativen Auswirkungen auf die untersuchten Gangparameter. Ein Entfall der Kalibrierung des Kenevo-Kniegelenkes sowie ein Ausbleiben der Verwendung des Knie-Extenders im Bench Alignment des C-Leg können argumentiert werden. Zukünftig könnte dadurch ein vereinheitlichter Versorgungsablauf mit gleichem Bench Alignment und gleichem Ablauf der Kalibrierung für alle betrachteten Kniegelenke erreicht werden.

The fitting process, which is performed by the orthopaedic technician, to adapt and adjust the prosthesis components is one of the most important factors for the correct functioning of microprocessor-controlled knee joints (MCPK). Differences in the fitting process for different MCPKs lead to an increase in complexity and potential for errors for the respective orthopaedic technician and potentially poorer fitting quality for the user. The aim of this work is to examine the necessity and possible standardization of current differences in the fitting process of the microprocessor-controlled knee joints Kenevo, C-Leg and Genium/X3 from the manufacturer Otto Bock. For this purpose, the need for calibration of the Kenevo knee joint was carried out and classified by means of a series of offset measurements of AXON-tube adapters (n = 34) after their completion in production. To determine the influence of the knee extender on the C-Leg 4, 5 people with unilateral transfemoral amputations (mobility level K3-K4) were each set up with two different setup variations (with and without knee extender) during bench alignment according to the manufacturer’s specifications. Subsequently, measurements were carried out at four different gait speeds on a treadmill for each setup variation and gait parameters relevant for the control were analysed for comparison. The offset measurements do not show any exceeding of safety critical threshold values for the low-mobility Kenevo user group. The gait parameters of the knee angle, roll angle and knee angle velocity do not show any negative effects if the knee extender is omitted during bench alignment compared to the setup variation with knee extender. The calibration value of the static rolling angle for the C-Leg alignment without knee extender shows significantly larger values, but no negative effects on the gait parameters were examined. It can be argued that there is no longer the need to calibrate the Kenevo knee joint manually and that the knee extender is no longer used during bench alignment of the C-Leg. In the future, this could result in a standardised fitting process with the same bench alignment and the same workflow for the calibration of all knee joints considered in this thesis.