Por John W. Michael, M.Ed., C.P.O., F.A.A.O.P., F.I.S.P.O.
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inMotion Volume 9 · Issue 6 · November/December 2000: Prosthetic Primer: Prosthetic Knees - English Version is available in Library Catalog

Para las personas quienes han perdido sus rodillas biológicas, la función y confiabilidad de las rodillas mecánicas en sus prótesis, es críticamente importante. Sin embargo, ningún dispositivo, actualmente disponible y hecho por el hombre, puede reemplazar el control voluntario subconsciente del movimiento de rodilla, que tenemos sobre nuestras partes corporales naturales. Por consiguiente, el protesista y la persona amputada deben seleccionar la mejor de las alternativas disponibles, comprendiendo que aun con la tecnología disponible mas avanzada, la caminata con una rodilla protésica requiere concentración y práctica, así como mayor confiabilidad sobre el lado no amputado. Este artículo está planeado para ayudar a la persona amputada interesada y a su familia, a participar activamente en esta importante discusión con su protesista.

El ciclo de marcha puede ser dividido en dos partes; el período cuando la pierna está sobre el terreno soportando el cuerpo es llamado "fase de estancia", mientras el tiempo que está despegado del terreno es llamado "fase de oscilación." Una forma conveniente para evaluar los requerimientos protésicos de una persona es observando cuidadosamente sus capacidades, en las fases de estancia y oscilación. Una vez que las necesidades biomecánicas del individuo, en ambas áreas, han sido clarificadas entonces el protesista puede sugerir la rodilla artificial que proporcione la función necesaria.

Por favor tengamos presente que el costo de un dispositivo protésico está usualmente, directamente relacionado a su complejidad, pero no a su confiabilidad. Para algunas personas, una de las rodillas protésicas mas básicas será la mas satisfactoria, mientras que para otras requerirán un dispositivo mas complejo para satisfacer completamente sus objetivos. Como regla general, mientras mas limitados sean los objetivos de marcha de una persona, la prótesis será mas simple y menos cara.

Uno de los requerimientos obvios mas importantes es que durante la fase de estancia la prótesis permanezca lo suficientemente estable, y así la persona no sufra una caída mientras camina. Tal estabilidad durante la estancia, puede provenir del diseño de la rodilla o de la fuerza muscular de la persona amputada, o una combinación de ambos factores. Cuando la persona amputada está saludable y tiene una relativa extremidad residual larga para palanca, puede ser capaz de utilizar sus músculos de la cadera, sobre el lado protésico, para controlar perfectamente la estabilidad de la rodilla cuando camina en interiores. Si ellos también pueden compensar en el acto caminar sobre superficies irregulares, y franquear en forma adecuada rampas, banquetas, escaleras, y barreras similares, entonces ellos pueden considerar las rodillas protésicas mas básicas: el tipo de eje sencillo.

Esta es, básicamente, una "bisagra de puerta" dentro de la prótesis, en el nivel del eje anatómico que dobla libremente. La principal ventaja de la rodilla de eje sencillo es la simplicidad en su diseño, lo cual la hace barata, mas durable, y la opción disponible mas ligera.

Esta rodilla es utilizada con mucha frecuencia para prótesis de niños, debido a su fuerza y debido a que debemos aumentar el largo de las prótesis cada año. Esta rodilla también es la preferida para adultos quienes viven en áreas remotas, donde es difícil obtener un seguimiento protésico adecuado, y por lo tanto la confiabilidad en el valor mecánico del dispositivo está por encima de todo. Esta es una de las rodillas mas utilizadas en los países en desarrollo del mundo, pero es utilizada selectivamente en países donde otras opciones están disponibles.

Existen dos principales limitaciones de la rodilla mecánica de eje sencillo. Como destacamos previamente, es solamente segura si la persona amputada puede utilizar la fuerza muscular para obtenerla. A pesar de que esto representa un pequeño reto para niños pequeños rebosantes de energía, es raramente posible para personas amputadas ancianas, controlar una rodilla simple tan perfectamente. Además, todas las rodillas con control mecánico de la fase de oscilación, solamente pueden ser ajustadas óptimamente a una velocidad de marcha. Debido a que muchos pacientes adultos caminan, a veces, mas rápido que otros, esta limitación en la fase de oscilación es significativa.

La limitación en la fase de oscilación puede ser superada mediante la adición de las llamadas " unidades de control mediante fluido " a un marco, de una rodilla básica de eje sencillo. Tales rodillas controladas por fluido, ya sea neumáticas o hidráulicas, tienen un pistón lineal o rotador unido a la rodilla, el cual automáticamente incrementa o disminuye la resistencia a la fase de oscilación, a medida que la persona amputada acelera o desacelera su paso. Esto ha sido demostrado y resulta en un patrón del paso mas normal y permite a la persona participar dentro de actividades que pueden ser imposibles con una rodilla de una sola velocidad. Cuando ellas están apropiadamente alineadas y ajustadas, las rodillas controladas mediante fluido, mantienen el ritmo del paso de la persona amputada, a través de una variedad de velocidades, desde moderadamente lenta hasta moderadamente rápida. Los pacientes activos, quienes son capaces de mantener a la rodilla estable en la fase de estancia, mediante la fuerza muscular, pueden preferir las rodillas protésicas básicas " solo control de fluido para la oscilación." Sin embargo, la mayoría de las personas amputadas, no son capaces de controlar perfectamente su rodilla protésica bajo cualquier circunstancia. Por ejemplo, el caminar en interiores, sobre un nivel de piso uniforme es mucho mas fácil que franquear alfombras, ladrillos o pendientes de pasto. Ir de excursión a un parque o cargar a un niño son aún situaciones mas difíciles. Para hacer tales tareas de la vida diaria mas fáciles y seguras, muchas personas amputadas prefieren una rodilla que tenga ínter construida estabilidad para la fase de estancia.

Están disponibles tres niveles de control para la fase de estancia. Individuos muy débiles, o aquellos con un pobre control de la cadera derivado de una apoplejía o de otra complicación médica, algunas veces sienten mas seguridad con rodillas de bloqueo manual. Esta rodilla esta normalmente bloqueada, completamente recta, para caminar. Con este dispositivo, la persona amputada no proporciona ningún control voluntario en la estancia dado que la prótesis lo hace todo por ellos.

A pesar de que esto puede parecer deseable, para tener una prótesis con máxima estabilidad en todo momento, existe amplia evidencia que caminar con una rodilla bloqueada no es lo ideal. Es un hecho, que una rodilla rígida puede ser peligrosa cuando el paciente pueda tropezarse, dado que no puede ser doblada para controlar la dirección de la caída. Además, una rodilla rígida obliga a la persona a caminar con una cojera similar al personaje "Chester" de la antigua serie de televisión "Gunsmoke" (La Ley del Revolver). Finalmente, para sentarse con la rodilla doblada, la persona debe jalar un cable o palanca liberadora para destrabar la rodilla, y con frecuencia esto es difícil.

Por todas estas razones, la mayoría de los clínicos consideran a la rodilla de bloqueo manual como la selección de último recurso. Por el contrario, si esta es la única rodilla protésica que usted puede manejar, puede ser su mejor opción. Pero, la mayoría de las personas amputadas pueden aprender a utilizar una rodilla mas estable, pero libres para oscilar, después de una pequeña practica dentro de la seguridad de las barras paralelas.

En las áreas desarrolladas del mundo, el promedio de edad de los nuevos amputados es arriba de los 60 años y muchos nuevos amputados en sus 70´s, 80´s y aun 90´s son candidatos para rehabilitación con prótesis. Particularmente, cuando la pierna se ha perdido debido a una pobre circulación, los doctores pueden haberse sentido obligados a realizar la amputación a un nivel muy alto. La combinación de una extremidad residual relativamente corta, cuando está combinada con debilidad por una pobre circulación sanguínea, puede crear la situación donde la persona amputada solamente puede controlar la prótesis para unos cuantos pasos, antes de sentirse demasiado cansado para continuar caminando con seguridad. Comúnmente, tales personas necesitan utilizar una andadera para balance y por consiguiente realizan pasos muy cortos. La rodilla, con control de la fase de estancia, fue realmente desarrollada para esta situación.

Algunas veces llamadas "rodillas de seguridad", estos dispositivos típicamente contienen un freno de fricción activado por peso, que puede detener el movimiento de la rodilla. Cuando están apropiadamente alineadas y ajustadas, las rodillas de control de la fase de estancia, oscilan libremente cuando existe poco o ningún peso aplicado sobre la prótesis. A pesar de que no es posible tener un paso normal con tales dispositivos, ellas permiten realizar movimiento de la rodilla dentro de la fase de oscilación, haciéndolas superiores a la alternativa de bloqueo manual, para aquellos quienes puedan dominar su uso.

Las rodillas de control de la fase de estancia son utilizadas para complementar, a una persona amputada, su limitado control de rodilla, proporcionándole seguridad extra en el evento de un mal paso. Cuando la persona amputada está apoyada y alerta y mantiene las rodillas derechas durante el soporte de peso, no es necesaria adicional estabilidad en la estancia. Pero, si ellos cometen un error y tratan de dar un paso sobre una rodilla que está parcialmente doblada, entonces a medida que ellos descargan peso sobre la pierna artificial, el freno detiene el colapso permitiéndoles completar el paso con seguridad. Esta característica hace a la rodilla, con control de la fase de estancia, como una selección común para la prótesis inicial.

La mas grande limitación de todas las rodillas con control en la estancia, es que ellas interrumpen la pre-oscilación de la fase del paso debido a que no pueden ser flexionadas bajo mucho soporte de peso. La característica de freno que es tan útil en la fase de estancia inicial, mas tarde se convierte en un estorbo en el ciclo del paso, forzando a la persona amputada a caminar lento con pasos cortos.

Si la condición médica del paciente impide a ellos de cualquier marcha rápida o mas natural, esto no es un problema. Pero, igual que con el tipo de bloqueo manual, las rodillas de control de la estancia, deben ser utilizadas en forma selectiva y pueden ser reemplazadas con alternativas mas funcionales, tan pronto como la marcha de la persona amputada incrementa en forma suficiente su habilidad.

La última rodilla protésica básica es la mas compleja mecánicamente. Una rodilla policéntrica puede ser visualmente identificada mediante sus múltiples ejes de rotación.

Algunas veces llamadas rodillas de "cuatro barras ", estos dispositivos protésicos pueden ser diseñados para ser muy estables en la estancia inicial y aún fáciles de flexionar durante la pre-oscilación.

La biomecánica del porqué esto es posible, está mas allá del alcance de este artículo, pero el resultado es una rodilla que puede complementar el control voluntario de la persona amputada, sin interrumpir los movimientos de la fase de oscilación. Por esta razón, las rodillas policéntricas pueden ser ideales para muchas personas amputadas con el potencial de ser caminantes independientes, dentro del hogar o de su comunidad. Ciertas versiones pueden ofrecer suficiente estabilidad para aquellos quienes no pueden caminar con seguridad con otras rodillas, o para personas con pérdida bilateral de miembros inferiores. Y, un grupo especial de rodillas policéntricas están disponibles específicamente diseñados para disminuir la distancia de la cumbre de la rodilla protésica, para personas con extremidades residuales largas.

La versatilidad biomecánica de las rodillas policéntricas es, probablemente, la razón principal de su incrementada popularidad en todo el mundo.

La principal desventaja del diseño policéntrico es el resultante peso adicional y partes movibles, que pueden requerir mayor tiempo de mantenimiento. Pero, en muchos casos, los beneficios del aumento en la función biomecánica supera estos problemas. La rodilla policéntrica estandar tiene solamente control mecánico de la fase de oscilación y por consiguiente es un diseño de una sola velocidad. A pesar de que esto puede ser muy suficiente para algunas personas, las personas amputadas quienes desean caminar a distintas velocidades pueden considerar una de las muchas rodillas policéntricas que incorporan controles, de la fase de oscilación, mediante fluido. Las rodillas protésicas incorporando las características de dos o mas diseños básicos son, algunas veces conocidos como diseños "híbridos."

Todas las rodillas, actualmente disponibles, pueden ser descritas utilizando uno o mas de los diseños básicos discutidos.

¿Es la estructura básica un eje sencillo o uno policéntrico? ¿Esto también incluye control de la fase de estancia mediante freno de fricción o una característica de bloqueo manual? ¿Es el control de la fase de oscilación, del tipo mecánico básico de una sola velocidad, o tiene incluida una unidad de control de la fase de oscilación hidráulica o neumática?

Animamos a los lectores para discutir estos conceptos con sus protesistas y otros miembros del equipo de rehabilitación.

Para finalizar, la reciente disponibilidad de rodillas protésicas computarizadas o "controladas mediante micro procesador" deben ser mencionadas.

Estan disponibles diversos tipos de tales rodillas, y todas ellas utilizan la fuerza de la computadora para realzar la función clínica de los diseños básicos de rodillas mecánicas. Por ejemplo, algunas utilizan una válvula regulada mediante computadora, para ajustar la resistencia de la fase de oscilación de un cilindro neumático. En principio esto es similar a tener a su protesista dentro de la rodilla protésica, ajustándola y reajustándola constantemente, para ofrecer el movimiento de la fase de oscilación lo mas suave posible. Cuando usted disminuye la velocidad, el " protesista computarizado " abre la válvula y hace mas fácil la oscilación de la pierna. A medida que usted acelera, esta " genial computadora " gradualmente cierra la válvula y la rodilla se mueve mas rápido.

Otro diseño utiliza la computadora para controlar la resistencia hidráulica, e incrementar la estabilidad en la fase de estancia además de engrandecer el control de la fase de oscilación. En los mas avanzados sistemas, tales ajustes están basados en lecturas tomadas de múltiples censores, los cuales miden como está caminando la prótesis, y la ajusta tan frecuentemente como 15 veces por segundo!

Actualmente, la gran mayoría de personas amputadas continúan utilizando las probadas rodillas protésicas mecánicas, las cuales están disponibles extensamente y a un costo significativamente menor, y menos complejas que los diseños controlados mediante microprocesadores. Pero, como en el caso del diseño de motores de gasolina para automóviles, si los primeros resultados del control mediante microprocesador continúan siendo positivos y los investigadores mejoran continuamente la respuesta, confiabilidad, y facilidad de uso de estos sistemas, puede ser que los dispositivos computarizados se conviertan en el estándar futuro. 

En el análisis final, una prótesis para la extremidad inferior es un dispositivo para movilidad. Muy parecido cuando se selecciona un automóvil, la pregunta que debe ser contestada no es ¿Cual es el diseño mas avanzado? o ¿Cual es la versión mas cara ?sino mas bien ¿Cual es la alternativa de costo mas bajo, y que satisfaga totalmente mis actuales y futuras necesidades?

Los conceptos presentados en este artículo pueden ayudar al consumidor amputado a participar de un diálogo, en una forma confiable e informada, como un efectivo colaborador del equipo de rehabilitación protésica.

Actualizado en: 07/10/2011
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