Military Medicine International Journal of amsus raising the bar: extremity trauma care guest editors

bioenergetic measures in a limited selection of prosthetic feet

including solid ankle cushioned heel (SACH), energy-storing,

and vertical shock

–absorbing feet.

7

Brie

fly, compared to alter-

natives such as SACH feet, TTA

’s studied preferred energy-

storing feet and reported enhanced performance, comfort and

less effort in association with their use.

7

–12

In some cases,

additional functions have resulted in improved performance of

speci

fic functional needs. Examples include specialty running

feet improving bioenergetic ef

ficiency during ambulation

above comfortable walking speeds and vertical shock absorp-

tion improving stair-climbing kinetics.

13,14

Despite the avail-

able, however limited evidence, there is no empirical data

to demonstrate which higher functioning prosthetic feet can

maximize an injured service member

’s ability to continue

performing at a level commensurate with return to duty.

Obstacle courses (OCs) are a familiar element of military

and law enforcement culture and quali

fication. They are used

in preparatory training and skill maintenance in physically

demanding work environments. OCs are further used for

assessment to demonstrate continued preparedness in terms

of skill pro

ficiency and fitness. Use of OCs have become

even more widespread to include recreation and to determine

disease severity. In the health care literature for instance,

OCs have been used with the elderly, those using assistive

mobility aids, visually impaired, community ambulatory

transfemoral amputees, those recovering from cardiac events,

firefighters, and the military.

15

–24

Use of OCs in these exam-

ples have provided determinations of

fitness and situational

preparedness for physically rigorous work environments.

Given that OCs are familiar to military personnel to assess

physical preparedness and because there are no

field-based

physical performance assessments of high-functioning TTAs

using high-functioning prosthetic feet, use of an OC is a log-

ical assessment choice in this population. Therefore, the

purpose of this study was to determine which of three high-

functioning, energy-storing prosthetic feet maximize perfor-

mance and preference in a rigorous

field OC. A second

purpose was to quantify the differences in physical perfor-

mance between persons with TTA and a high-functioning

nonamputee control group.

METHODS

The protocol was approved by Institutional Review Boards

for the University of South Florida and the U.S. Army. The

study was also listed in a federal clinical trials registry

(www.clinicaltrials.gov; no. NCT01404559).

Study Design

A randomized, double-blind (subjects and data collectors),

repeated measures experimental design was used to compare

three prosthetic feet conditions in physical performance. The

study statistician (also blinded to the interventions) used an

electronically generated, randomized, and balanced block

allocation to sequence independent variable (prosthetic foot)

assignment to subjects (off-site and concealed) via the study

prosthetists. The study prosthetists fabricated prosthetic

blinding covers that concealed the identity of prosthetic feet

during testing to mask participants and investigators.

Subject Recruitment and Eligibility

TTA subjects were recruited in collaboration with case man-

agers through a military treatment facility specializing in

amputee rehabilitation as well as advertisement with local

prosthetic and rehabilitative clinics. Nonamputee control sub-

jects were recruited through the local County Sherriff Depart-

ment

’s Special Weapons and Tactics Team (SWAT). All

subjects had to be aged

≤45 years and provide evidence of

medical clearance to be able to participate in vigorous physi-

cal activity. Nonamputee control subjects had to be a SWAT

team member. Additional eligibility criteria speci

fic to TTAs

included that candidates had to be determined by study pros-

thetists to be at the K4 functional level and currently active

duty military or other uniformed service, a recently separated

Veteran or have a strong high-performance athletic history as

an amputee (e.g., ranked triathlete, paralympian).

Experimental Procedures

Study Feet (Independent Variables)

All amputee subjects (experimental group) were tested in

random order with each of the following three energy-storing

prosthetic feet (blinded) (Fig. 1).

(1) Vari

flex (Ossur, Reykjavik, Iceland. Energy-storing

and return [ESR]),

(2) Elite Blade (Endolite, Hampshire, United Kingdom.

Energy-storing and vertical shock absorption),

(3) Re-Flex Rotate (Ossur, Reykjavik, Iceland. Energy-

storing and vertical shock and torsion absorption).

These feet were selected as they represent differing types

of energy-storing feet including a basic energy-storing foot,

a light weight ESR foot with vertical shock absorption and

a heavier ESR foot with vertical shock and torsion absorp-

tion. A cross-section of nonamputees were also assessed to

provide a comparison to unimpaired physical performance

(control group).

Prosthetic Fitting and Accommodation Periods

Board-certi

fied and state-licensed study prosthetists dupli-

cated TTA participants

’ prosthetic sockets and suspension.

The duplicate socket was then

fit and aligned (to manufac-

turer speci

fications using a LASAR posture tool [Otto Bock

Healthcare, Duderstadt, Germany]) with the three 3 pros-

thetic feet using modular coupling components to control

potential confounding issues related to socket

fit. TTA partic-

ipants accommodated with each prosthetic foot by wearing it

for a minimum of 7 days (minimum of 8 hours per day). Par-

ticipants recorded their foot accommodation use in a written

journal provided to them during

fitting and training. Usage

MILITARY MEDICINE, Vol. 181, November/December Supplement 2016

46

Energy-Storing and Shock-Adapting Prosthetic Feet in Transtibial Amputees

---