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

gait in unilateral trans-tibial amputees. J Biomech 2008; 41(14):

2926

–31.

13. Michaud SB, Gard SA, Childress DS: A preliminary investigation of

pelvic obliquity patterns during gait in persons with transtibial and

transfemoral amputation. J Rehabil Res Dev 2000; 37(1): 1

–10.

14. Nolan L, Lees A: The functional demands on the intact limb during

walking for active trans-femoral and trans-tibial amputees. Prosthet

Orthot Int 2000; 24(2): 117

–25.

15. Powers CM, Rao S, Perry J: Knee kinetics in trans-tibial amputee gait.

Gait Posture 1998; 8(1): 1

–7.

16. Sanderson DJ, Martin PE: Lower extremity kinematic and kinetic adap-

tations in unilateral below-knee amputees during walking. Gait Posture

1997; 6(2): 126

–36.

17. Winter DA, Sienko SE: Biomechanics of below-knee amputee gait.

J Biomech 1988; 21(5): 361

–7.

18. Kline RB: Beyond Signi

ficance Testing: Reforming Data Analysis

Methods in Behavioral Research. Washington, DC, American Psycho-

logical Association, 2004.

19. Gitter A, Czerniecki JM, DeGroot DM: Biomechanical analysis of the

in

fluence of prosthetic feet on below-knee amputee walking. Am J Phys

Med Rehabil 1991; 70(3): 142

–8.

20. O

’Sullivan R, Walsh M, Jenkinson A, O’Brien T: Factors associated

with pelvic retraction during gait in cerebral palsy. Gait Posture 2007;

25(3): 425

–31.

21. Bennett DA, Beckett LA, Murray AM, et al: Prevalence of

Parkinsonian signs and associated mortality in a community popula-

tion of older people. N Engl J Med 1996; 334(2): 71

–6.

22. Verghese J, LeValley A, Hall CB, Katz MJ, Ambrose AF, Lipton RB:

Epidemiology of gait disorders in community-residing older adults.

J Am Geriatr Soc 2006; 54(2): 255

–61.

23. Wren TA, Rethlefsen S, Kay RM: Prevalence of speci

fic gait abnor-

malities in children with cerebral palsy: in

fluence of cerebral palsy

subtype, age, and previous surgery. J Pediatr Orthop 2005; 25(1):

79

–83.

24. Vaughan CL, O

’Malley MJ: Froude and the contribution of naval archi-

tecture to our understanding of bipedal locomotion. Gait Posture 2005;

21(3): 350

–62.

25. Wilken JM, Rodriguez KM, Brawner M, Darter BJ: Reliability and

minimal detectible change values for gait kinematics and kinetics in

healthy adults. Gait Posture 2012; 35(2): 301

–7.

26. Holm S: A Simple sequentially rejective multiple test procedure. Scand

J Stat 1979; 6(2): 65

–70.

27. Winter DA: Kinematic and kinetic patterns in human gait: variability

and compensating effects. Hum Mov Sci 1984; 3: 51

–76.

28. Hansen AH, Meier MR, Sessoms PH, Childress DS: The effects of

prosthetic foot roll-over shape arc length on the gait of trans-tibial pros-

thesis users. Prosthet Orthot Int 2006; 30(3): 286

–99.

29. Norvell DC, Czerniecki JM, Reiber GE, Maynard C, Pecoraro JA,

Weiss NS: The prevalence of knee pain and symptomatic knee osteo-

arthritis among veteran traumatic amputees and nonamputees. Arch

Phys Med Rehabil 2005; 86(3): 487

–93.

30. Rueda FM, Diego IM, Sanchez AM, Tejada MC, Montero FM, Page JC:

Knee and hip internal moments and upper-body kinematics in the frontal

plane in unilateral transtibial amputees. Gait Posture 2013; 37(3): 436

–9.

31. Gard SA, Konz RJ: The effect of a shock-absorbing pylon on the gait

of persons with unilateral transtibial amputation. J Rehabil Res Dev

2003; 40(2): 109

–24.

32. Esposito ER, Rodriguez KM, Rabago CA, Wilken JM: Does unilateral

transtibial amputation lead to greater metabolic demand during walk-

ing? J Rehabil Res Dev 2014; 51(8): 1287

–96.

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

37

The Prevalence of Gait Deviations in Individuals With Transtibial Amputation

---

MILITARY MEDICINE, 181, 11/12:38, 2016

A Narrative Review of the Prevalence and Risk Factors Associated

With Development of Knee Osteoarthritis After Traumatic

Unilateral Lower Limb Amputation

Shawn Farrokhi, PT, PhD*†; Brittney Mazzone, PT, DPT*†‡; Adam Yoder, MS*†;

Kristina Grant, BS*†; Marilynn Wyatt, PT, MA*

ABSTRACT Introduction: Young military Service Members with traumatic unilateral lower limb amputations may

be at a high risk for developing knee osteoarthritis (OA). There is growing evidence for potential in

fluence and predictive

value of nonsystemic risk factors on development and progression of primary knee OA in older adults. Proposed factors

include chronic knee pain, obesity, abnormal knee joint mechanics, muscle weakness, previous knee trauma, and altered

physical activity level. However, there is limited information available regarding whether such nonsystemic risk factors

could also be responsible for the increased risk of knee OA after traumatic, unilateral lower limb amputation in young

military Service Members. The purpose of this narrative review is to compile and present evidence regarding prevalence

of nonsystemic and potentially modi

fiable knee OA risk factors in Service Members with traumatic, unilateral lower limb

amputation, and to identify potential strategies for intervention. Materials and Methods: A comprehensive literature search

was performed in July 2015 using structured search terms related to nonsystemic risk factors for knee OA. Results: Current

collective evidence does suggest an elevated prevalence of the nonsystemic knee OA risk factors in young military

Service Members with unilateral lower limb amputation. In conclusion, the present state of the literature supports that

young military Service Members with traumatic unilateral lower limb amputations may be at increased risk for develop-

ing knee OA compared to nonamputees. Military Service Members injured at a young age have a long life expectancy,

and thus require comprehensive rehabilitation programs to prevent or delay progression of knee OA. Given the lack of

strong evidence, further clinical research is needed to determine whether early identi

fication and modification of

nonsystemic risk factors for knee OA could optimize long-term function and quality of life in young Service Members

after traumatic, unilateral, limb amputations.

BACKGROUND

Young military Service Members who have sustained an

amputation have unique long-term health care and rehabilita-

tion needs. Traumatic limb amputations, in particular, represent

an important source of chronic impairments and functional

limitations that could signi

ficantly impact returning to active

duty, employment status and long-term quality of life (QOL)

in young military Service Members. Although a signi

ficant

amount of resources have been focused on the immediate

rehabilitation needs of young Service Members after amputa-

tion, an important consideration is the early identi

fication and

modi

fication of potential risk factors responsible for long-term

development of secondary health conditions such as knee

osteoarthritis (OA).

KNEE OA AFTER TRAUMATIC UNILATERAL

LOWER LIMB AMPUTATION

Individuals with traumatic, unilateral lower limb amputation

are at a greater risk of developing knee OA compared to

nonamputees. Melzer et al reported that the prevalence of

contralateral knee OA was 66% in 32 individuals with lower

limb amputation, which was signi

ficantly greater than a 38%

prevalence rate detected in an age- and body weight-

matched control group consisting of 24 individuals without

an amputation.

1

Similarly, Hungerford and Cockin

2

reported

knee OA prevalence rates of 63%, 41%, and 21% in trans-

femoral amputees, transtibial amputees, and matched controls,

respectively. Conversely, Norvel et al

3

reported that the prev-

alence of symptomatic knee OA was 16% among 62 older

amputees with no history of previous knee trauma as com-

pared to an 11% rate in 94 elderly nonamputees. Exclusion

of previous knee trauma, which is a strong risk factor for

knee OA, could be partially responsible for the reports of

lower contralateral knee OA by Norvel et al.

3

More recently,

Struyf et al

4

reported knee OA prevalence rates of 27% for

the intact limbs of 78 individuals with traumatic, unilateral

lower limb amputation (mean age 60 years) that were con-

siderably higher than the age- and gender-adjusted rates in

the general population. The much lower knee OA prevalence

rates after traumatic, unilateral limb amputation in this study

compared to previous publications may be associated with

advancements in prosthetic design and rehabilitation of indi-

viduals with lower limb amputation over the past decade.

Nevertheless, the current evidence suggests that the intact

limbs of individuals with traumatic, unilateral lower limb

amputation are at great risk for developing knee OA. Given

*The Department of Physical and Occupational Therapy, Naval Medical

Center San Diego, 34800 Bob Wilson Drive, San Diego, CA 92134.

†Extremity Trauma & Amputation Center of Excellence, 2748 Worth

Road, Suite 29, Fort Sam Houston, TX 78234.

‡BADER Consortium, University of Delaware, STAR Campus, 540

South College Avenue, Suite 102, Newark, DE 19713.

doi: 10.7205/MILMED-D-15-00510

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

38

---