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Comparison of energy cost in transtibial amputees using “prosthesis” and “crutches without prosthesis” for walking activities - 09/05/12

Doi : 10.1016/j.rehab.2012.02.006 
R.K. Mohanty a, , P. Lenka b, A. Equebal c, R. Kumar c
a Master in Prosthetics & Orthotics Training Section (Room No – 147), National Institute for the Orthopedically Handicapped (NIOH), B T Road, Bon Hooghly, Kolkata 700090, India 
b Department of Research & Development, National Institute for the Orthopedically Handicapped, Kolkata, India 
c Department of Medical Rehabilitation, National Institute for the Orthopedically Handicapped, Kolkata, India 

Corresponding author. Tel.: +91 9804280322.

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Abstract

Background

In a survey of 100 transtibial amputees (TTA) in the study place, it was noticed that nearly 30% of total activities performed by crutches. It was recorded nearly 52% of the amputees were totally independent, 39% had to use a crutch or cane and only 9% need not used any devices simply because they are unaware of current technology or availability. Out of 39 TTA, nine used crutches only for performing daily activities while 30 used both prosthesis and crutch. Walking is a major activity in lower limb amputees and therefore it is imperative to know the energy cost in both the mobility devices (prosthesis and crutches without prosthesis) for walking activities.

Objectives

The purpose of this study was to quantify and compare the difference in energy cost between the two most commonly used assistive devices (prosthesis and axillary crutches) in adults with Transtibial amputation by indirect calorimetric method at the self-selected speed in plane surface walking.

Methods

Thirty adults who had a unilateral transtibial amputation participated in this study. Oxygen consumption was measured with a Cosmed K4 b2 oxygen analysis telemetry unit (Rome, Italy) as the participants walked over level ground for 30 meters at a self-selected speed. The variables that were analyzed were VO2 rate (mL/min), VO2 cost (mL/kg/m), heart rate (bpm), self-selected walking velocity (m/min) and energy expenditure per minute (Kcal/min).

Results

It was observed that VO2 uptake rate and EE comparisons were highly significant for both prosthesis and crutches without prosthesis walking in adults with transtibial amputation (P<0.025). There was significant difference between prosthesis walking and crutches without prosthesis walking in terms of VO2 uptake rate (P<0.005) and EE/min (P<0.00001). It was noticed the adults with transtibial amputation using prosthesis walked with 21% more efficient in terms of VO2 uptake rate and 92% more efficient in terms of EE/min as compared to crutches without prosthesis.

Conclusions

The data on energy cost indicates that all below knee amputee groups walk with less effort by using prosthesis. It may be concluded that crutches without prosthesis may not be used as a permanent rehabilitative measure in transtibial amputations.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Contexte

Dans une enquête portant sur 100 amputés transtibiaux (ATT) effectuée dans le centre d’étude, il a été montré que près de 30 % des activités étaient effectuées à l’aide de béquilles. Près de 52 % des amputés étaient totalement indépendants, 39 % devaient utiliser une béquille ou une canne, et seuls 9 % n’avaient besoin d’aucun dispositif uniquement parce qu’ils ignoraient l’existence des technologies ou des disponibilités actuelles. Sur 39 ATT, neuf utilisaient des béquilles uniquement pour les activités quotidiennes, alors que 30 d’entre eux utilisaient à la fois des prothèses et des béquilles. La marche est une activité majeure pour les amputés des membres inférieurs et il est donc impératif de connaître le coût énergétique de chacun des deux dispositifs de mobilité (prothèse et béquilles sans prothèse) dans l’exercice de la marche.

Objectifs

Le but de cette étude était de quantifier et de comparer la différence en coût énergétique entre les deux dispositifs d’assistance les plus communément utilisés (prothèse et béquilles axillaires) chez les adultes avec amputation transtibiale par méthode calorimétrique indirecte à une vitesse de marche choisie par le patient lui-même sur une surface de marche plane.

Méthodes

Trente adultes avec une amputation transtibiale unilatérale ont participé à cette étude. La consommation d’oxygène était mesurée à l’aide de l’unité de télémétrie d’analyse d’oxygène Cosmed K4 b2 (Rome, Italie) chez les participants qui marchaient à plat sur 30 mètres à la vitesse qu’ils avaient choisie. Les variables analysées étaient le taux de VO2 (mL/min), la consommation de VO2 (mL/kg/m), la fréquence cardiaque (bpm), la vitesse de marche choisie (m/min) et la dépense d’énergie (DE) par minute (Kcal/min).

Résultats

On a observé que une lien hautement significatif entre le taux de consommation d’oxygène et la DE, que ce soit pour la marche avec prothèse ou la marche avec béquilles sans prothèse chez l’adulte avec amputation transtibiale (p<0,025). Il y avait une différence significative entre la marche avec prothèse et la marche avec béquilles sans prothèse en termes de taux de VO2 (p<0,005) et de DE/minute (p<0,00001). Il a été noté que chez les adultes avec amputation transtibiale marchant avec prothèse, l’efficacité en termes de taux de consommation de VO2 était supérieure de 21 et de 92 % en termes de DE par minute, par rapport à la marche avec béquilles sans prothèse.

Conclusion

Les données sur le coût énergétique indiquent que tous les groupes avec amputations sous le genou marchent avec moins d’effort en utilisant une prothèse. On peut en conclure que l’utilisation permanente de béquilles sans prothèse ne doit pas être l’objectif de rééducation dans les amputations transtibiales.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Axillary crutch, Energy cost, Telemetry unit, Transtibial amputees

Mots clés : Béquilles axillaires, Coût énergétique, Unité de télémétrie, Amputés transtibiaux


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