p Amputados que usam próteses de tornozelo motorizadas podem evitar os custos energéticos normalmente associados às próteses aumentando a potência fornecida por seus dispositivos. p Um professor de engenharia da UCF publicou recentemente um estudo em Relatórios Científicos isso mostra que pessoas com amputações transtibiais - a perda de um membro abaixo do joelho - podem melhorar sua capacidade de caminhar se alterarem a configuração de energia em seus dispositivos. Hwan Choi, que recebeu seu doutorado em engenharia pela Universidade de Washington, é professor assistente no departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UCF.

p De acordo com um estudo realizado pelo National Institutes of Health, aproximadamente 185, 000 amputações ocorrem nos Estados Unidos a cada ano e 49-95% dos amputados de membros inferiores usam uma prótese. A maioria das que estão no mercado são próteses passivas. Na média, amputados gastam até 30% mais energia do que indivíduos sem deficiência ao realizar tarefas como caminhar. Isso pode ser devido ao fato de que a maioria das próteses de tornozelo são elásticas passivas, o que significa que eles podem armazenar e liberar energia quando entram em contato com o solo, mas são incapazes de realizar um trabalho efetivo de tornozelo que permita a ocorrência de contrações de encurtamento muscular. Na verdade, essas próteses são capazes de fornecer apenas um oitavo da potência dos músculos gastrocnêmio e sóleo intactos, os principais músculos que sustentam e impulsionam o corpo durante a caminhada.

p Como as próteses passivas aumentam a demanda energética do usuário, os indivíduos podem ter que compensar aumentando o esforço muscular no membro residual ou intacto. Próteses de tornozelo elétricas, por outro lado, usar atuadores para reduzir os custos metabólicos aumentados colocados em amputados, entregando um trabalho positivo. BiOM (agora conhecido como EMPOWER), a única prótese de tornozelo elétrica disponível comercialmente, usa um display visual que permite ao usuário ajustar a configuração de energia do dispositivo. Idealmente, eles selecionariam uma configuração de potência entre 0% e 100% que melhor se aproximava de um tornozelo saudável na velocidade de caminhada preferida do usuário. Mas a questão permanece:quanta potência a prótese deve fornecer?

p Muito pouco poder e eles podem experimentar os mesmos custos metabólicos daqueles que usam próteses passivas, mas muito e eles podem ter problemas como hiperflexão do joelho e aumento da absorção de energia no joelho que pode aumentar os custos metabólicos do usuário.

p Choi, junto com os co-autores Kimberly Ingrahm, David Remy, Emily Gardinier, e Deanna Gates da Universidade de Michigan, testou dez indivíduos com amputações transtibiais. Eles mediram o custo metabólico de transporte (COT) e o trabalho do tornozelo do BiOM em diferentes configurações de potência, enquanto os amputados caminharam em uma esteira com o tornozelo BiOM.

p Choi disse que eles descobriram que a potência ideal que reduzia o custo metabólico era na verdade maior do que as normas biológicas. Em outras palavras, a melhor configuração testada na verdade diminuiu a quantidade de energia em excesso usada pelo sujeito mais do que a configuração de energia escolhida pelo protesista.

p "O principal achado deste estudo foi que nenhum dos sujeitos teve o custo metabólico mínimo quando caminham com trabalho ou força de indivíduos intactos. Quando eles tinham maior força, então, os indivíduos prejudicados realmente reduziram o custo metabólico. "

p Entre os participantes, configurações de energia maiores que 50% resultaram em COT mais baixo, mas a melhor configuração de potência testada foi, na verdade, mais alta do que a configuração escolhida pelo protesista.

p Na verdade, na média, o ajuste de potência que minimizou os custos de energia correspondeu a aproximadamente o dobro do trabalho líquido do tornozelo do tornozelo biológico. Portanto, embora tornozelos movidos possam ser mais benéficos do que próteses passivas, Na verdade, os amputados podem aumentar seu nível de atividade quando os protesistas mudam seu objetivo de atingir uma cinética biológica aproximada do tornozelo para minimizar os custos metabólicos.

p De acordo com Choi, com custos metabólicos minimizados, amputados transtibiais têm uma chance maior de permanecerem ativos, melhorando sua qualidade de vida, e prevenir uma série de consequências para a saúde, incluindo diabetes e doenças cardíacas.