Výcvik pohonu invalidního vozíku pro starší dospělé na základě motorického učení

Velikost vzorku:

Výpočty vedly k velikosti vzorku 10 účastníků pro každou ze tří skupin k detekci významného rozdílu s 80% mocí na hladině významnosti 0,05 (G*Výkon 3,1). Aby se zohlednily chybějící údaje a ztráta při sledování, byla velikost vzorku zvýšena o 15 %, takže každá ze tří skupin se bude skládat z 12 účastníků, což znamená celkem 36 účastníků.

Účastnické honoráře:

• Všichni účastníci obdrží 15 USD za každé ze tří testovacích sezení
• Účastníci randomizovaní do jedné z intervenčních skupin (cvičení nebo školení) obdrží 5 USD/návštěva (s výjimkou testovacího sezení), aby částečně kompenzovali své cestovní náklady.

Posouzení způsobilosti:

Účastníci, kteří mají zájem o účast v této studii, budou telefonicky prověřeni z hlediska způsobilosti, aby se zajistilo, že splňují požadavky na věk a hmotnost, nemají zranění horních končetin a že chápou potenciální časovou náročnost. Účastníkům bude řečeno, že budou muset vyplnit jeden dotazník, aby potvrdili svou způsobilost, když přijdou na první schůzku. Účastníci dokončí mini mentální zkoušku poté, co poskytnou informovaný souhlas se screeningem kognitivní poruchy.

Demografické popisné informace (základ):

Na začátku budou shromážděny proměnné, které jsou důležité při popisu populace účastníků, včetně: věku; výška; sex; vystavení členům rodiny nebo přátelům, kteří používají ruční invalidní vozík.

Informace o fyzickém účastníkovi (základní stav, po intervenci a dva týdny po intervenci):

Fyzikální proměnné, které jsou vyžadovány pro testovací postupy nebo které mohou ovlivnit výsledky, budou měřeny v každém bodě sběru dat, včetně: hmotnosti; síla úchopu; ohebnost kloubů horní končetiny; a vlastní hodnocení fyzické zdatnosti.

Hodnocení:

Měření se provedou před intervencí (základní hodnota), čtyři týdny a 6 týdnů po základní úrovni. Všechna hodnocení bude spravovat jeden vyškolený hodnotitel.

Randomizace:

Jakmile budou účastníci zapsáni, budou náhodně přiřazeni buď do skupin zaměřených na motorické učení, cvičení nebo kontrolních skupin pomocí algoritmu randomizace.

Sběr dat:

Po poskytnutí informovaného souhlasu a prokázání souhlasu s cvičením lékařem podepsanou kopií lékařské prohlídky připravenosti na fyzickou aktivitu (PARMED X), pokud je vám více než 69 let nebo dotazníku připravenosti na fyzickou aktivitu (PAR-Q+), pokud je vám méně než 69 let, vyplní účastníci demografický dotazník zahrnující pohlaví, výšku, váhu, věk, úroveň obecné zdatnosti a zkušenosti s ručním řízením.

Po vyplnění dotazníků budou účastníci vybaveni invalidním vozíkem Elevation odpovídající velikosti (Instinct Mobility, Vancouver, BC). Účastníci budou nasazeni tak, aby jejich lokty svíraly úhel přibližně 100 stupňů, když mají ruce umístěny na horní části kola, zatímco sedí na invalidním vozíku. Aby byla zajištěna konzistence napříč měřicími body, budou během následného testování zaznamenávány a reprodukovány podrobnosti o vybavení invalidního vozíku, aby se minimalizovalo zkreslení. Přístrojové měřicí kolečko pro sběr kinetických a časových proměnných (SmartWheel -Three Rivers Holdings, Mesa, AZ) bude vyměněno za pravé kolo invalidního vozíku a na levou stranu invalidního vozíku bude aplikováno setrvačně přizpůsobené atrapy. Tlak v pneumatikách bude nahuštěn na doporučenou úroveň 100 psi.

Poté bude proveden test odporu, aby se určila síla odporu systému vozíčkáře na běžeckém pásu (Max-Mobility). Při zkoušce odporu bude účastník pasivně sedět na namontovaném laboratorním invalidním vozíku, který je lanem spojen se snímačem síly. Při konstantní rychlosti (1,1 m/s nebo 4,0 km/h) se úhel běžeckého pásu zvýší v 10 krocích (po 0,5 % sklonu) a při každém úhlu se určí odporová síla. Těchto 10 měření síly bude použito k výpočtu výstupního výkonu (PO) pro každý úhel sklonu na běžeckém pásu. K určení PO bude použita lineární regrese (vypočteno vynásobením odporové síly rychlostí podle PO (W) = odporová síla (N) · rychlost pásu (m/s)). Dokončení testu tažení trvá přibližně 5 minut.

Bezpečnostní popruhy umístěné po stranách běžeckého pásu pro invalidní vozíky budou připevněny k přední části invalidního vozíku Elevation (na kovovém rámu nad předními kolečky). Před sběrem dat budou mít účastníci pět minut na seznámení se s běžeckým pásem pro invalidní vozíky a budou postupně dovedeni na nastavenou rychlost 1,1 m/s (4,0 km/h), která bude použita pro sběr dat. Předchozí výzkum používal pro biomechanické testování rychlost 1,1 m/s, protože je to minimální rychlost potřebná k projetí některých křižovatek ve Spojených státech. Aby bylo zajištěno, že všichni účastníci provedou stejné množství práce při testovacích zkouškách, bude výstupní výkon standardizován na 0,15 W/kg při sklonu 0,7 %, protože sklon 0,7 % přinesl výsledky, které se nejvíce podobají jízdě na zemi při rychlostech 4-6 km/h. Odpor bude aplikován na zadní část invalidního vozíku pomocí kladkového systému, aby bylo zajištěno, že PO je 0,15 W/kg. Náklady na kyslík u pohonu invalidního vozíku jsou ovlivněny PO, proto nám standardizace PO umožňuje odstranit rozdíly v aerodynamické síle vyplývající z rozdílů v tělesné hmotnosti a konfiguraci invalidního vozíku. Standardizace PO také zohlední odchylky ve váze účastníků od předběžného testování přes následné testování až po jeden měsíc po testování.

Poté, co se účastník pohodlně pohybuje na běžeckém pásu, nasadí se mu náustek a nosní zátka pro systém metabolického měření TrueOne 2400 Parvo Medics. Budou shromažďována data o deseti minutách základní linie (klidový stav), aby se zajistilo, že účastníci dýchají normálně (tj. ne hyperventilaci) a že jejich hodnota poměru výměny dýchání je vhodná (méně než 0,9). Účastníci poté začnou kroužit s rychlostí postupně narůstající na 1,1 m/s, po dosažení dosažené rychlosti (přibližně 15 s) začne pětiminutový sběr dat.

Kinetická a prostorově-časová charakteristika:

Data ze SmartWheel budou shromažďována při 240 Hz pomocí proprietárního softwaru a filtrována pomocí 4. řádu dolní propusti Butterworthova filtru s mezní frekvencí 20 Hz. Proměnné shromážděné pomocí SmartWheel™ budou zahrnovat trojrozměrné síly, celkovou sílu (√(Fx2+Fy2+Fz2)), tečnou sílu (síla působící na dopředný pohon), kadenci (cykly/s), úhel tlačení a rychlost.

Kolečko Dva snímače polohy Optotrak 3020 (NDI, Waterloo, ON) budou použity k záznamu 2D kinematických dat v sagitální rovině polohy 3. metakarpofalangeálního kloubu. Značka umístěná na 3. metakarpofalangeálním kloubu bude použita k definování strategie otáčení pro každý subjekt. Kinematická data budou shromažďována při vzorkovací frekvenci 200 Hz. Všechna data budou filtrována pomocí čtvrtého řádu, 7 Hz low-pass Butterworthova filtru.

Analýza dat:

Kinetická a kinematická data kol budou synchronizována externím spouštěcím impulsem, rozdělena do cyklů na základě iniciace síly působící na tlačný ráfek a časově normalizována na 100 % cyklu. Data z cyklů kol, ke kterým dojde během poslední 5. minuty, budou pro každého účastníka zprůměrována.

Profily trajektorie ručních cyklů kol, ke kterým dojde během poslední 5. minuty, budou použity ke kategorizaci vzoru kol do jedné ze čtyř kategorií. Dva vyšetřovatelé, zaslepení do skupinové alokace účastníků, nezávisle kategorizují strategie řízení podle jejich definic. Strategie kolování budou porovnány mezi dvěma vyšetřovateli, aby byla zajištěna konzistence.

Tréninková intervence založená na motorickém učení:

Výcvik založený na motorickém učení bude řídit 1 trenér. Má více než 6 let zkušeností se studiem pohonu na invalidním vozíku a má zkušenosti s poskytováním dalších školení založených na ML souvisejících s manuálními a elektrickými vozíčkáři. Tři vyškolení dobrovolníci budou pomáhat s před a po testování a také s jednoměsíčním retenčním testováním podle rotačního plánu. Dobrovolníci absolvují 3 hodiny školení o testovacím protokolu. Účastníci budou požádáni, aby se zúčastnili 6 x 20 minut individuálních školení v průběhu 3 týdnů (2 lekce/týden). Bylo vybráno šest lekcí, protože zlepšení biomechanických proměnných bylo pozorováno již za 12 minut tréninku, nicméně zlepšení efektivity pohybu u ostatních kontinuálních dovedností bylo pozorováno během 6 sezení.

Výcvik založený na motorickém učení se zaměří na některé základní koncepty v oblasti motorického učení. Koncepty motorického učení budou zahrnovat proměnlivé cvičení s ohledem na rychlost, zpětnou vazbu (jak vnitřní, tak vnější, ale se zaměřením na vnější), zpětnou vazbu se zaměřením na tři hlavní proměnné (vzor otáčení, rychlost ruky při kontaktu s tlačným okrajem, úhel stlačení), sekvenční učení ( konkrétně týkající se vzoru kolování) a mentálních představ (během přestávek na odpočinek).

Praktický zásah:

Cvičnou intervenci bude administrovat 1 školitel. Má více než 6 let zkušeností s výzkumem pohonu ručních invalidních vozíků. Účastníci budou požádáni, aby se zúčastnili 6 x 20 minut individuálních školení v průběhu 3 týdnů (2 lekce/týden). Bylo vybráno šest lekcí, protože zlepšení biomechanických proměnných bylo pozorováno již za 12 minut tréninku, nicméně zlepšení efektivity pohybu u ostatních kontinuálních dovedností bylo pozorováno během 6 sezení.

Přestože všeobecná praxe nabízí zkušenosti prostřednictvím vystavení a opakování získané z praxe lze považovat za prvek motorického učení, je důležité určit, zda existuje další přínos k individuálnímu tréninku s důrazem na principy motorického učení oproti tomu, co jednotlivec mohl vykonávat samostatně. Předpokládá se, že během cvičné intervence dojde k určitému „motorickému učení“, předpokládá se však, že k němu dojde v menší míře.

Trénink založený na motorickém učení a plánování a vybavení:

Pro tuto studii se školení bude konat ve Vancouveru v Blusson Spinal Cord Center v Human Mobility Laboratory. Blusson Spinal Cord Center je komunitní zařízení, které má páteřní lékařskou kliniku a také několik výzkumných laboratoří.

Kontrolní skupina:

Kontrolní skupina neprojde žádným školením, ale bude testována ve stejných časových bodech jako intervenční skupiny.

Jiný:

Účastníci dostanou po absolvování předběžného testování stručný přehled praxe nebo tréninku založeného na motorickém učení, podle toho, do které ze dvou skupin jsou zařazeni. Účastníci budou informováni, že existuje „trénink založený na motorickém učení“ a „kontrolní“ skupina, nicméně skutečnost, že zkoumáme dva různé typy tréninku, nebude zveřejněna, aby cvičná skupina neměla pocit, že jejich trénink je podřadný. do tréninkové skupiny založené na motorickém učení.

Po dokončení cvičení nebo tréninku založeného na motorickém učení budou účastníci požádáni, aby vyplnili otevřený výstupní dotazník o tom, co se jim na školení líbilo a co ne, a zda si myslí, že by byl užitečný pro nového uživatele invalidního vozíku.

Syntéza a analýza dat:

Pro demografické a fyzické informace budou syntetizovány popisné statistiky.

Účinnost tréninku založeného na motorickém učení na primární výsledek (hrubá mechanická účinnost i sekundární výsledky budou odhadnuty pomocí 3 x 3 smíšených faktoriálních opakovaných měření analýzy rozptylu (ANOVA). Upravená p-hodnota bude použita ke korekci vícenásobných srovnání mezi základními charakteristikami. K určení rozdílů v kategoriální proměnné (technika pohonu) před a po testování na základě tréninkové expozice bude použit test chí-kvadrát. Významnost bude alfa = 0,05.