Hodnocení transfemorálních amputací při přechodu z mechanického na mikroprocesorové protetické koleno

Výzkumná hypotéza Ústřední hypotézou tohoto návrhu je, že skutečné přínosy mikroprocesorových kolen (MPK) jsou do značné míry nedoceněny kvůli nedostatku citlivých a ekologicky platných metod pro hodnocení motorického výkonu. To ztěžuje ospravedlnění MPK pro mnoho lidí po amputaci, kteří by z toho mohli mít prospěch. Nedávný výzkum vyšetřovatelů týkající se vztahu délky kroku a kadence a analýzy dvouúkolové chůze nabízí nový směr k překonání některých z těchto omezení.

Proč vztah délky a kadence kroku pro MPK? Protože délka kroku a kadence tvoří silný lineární vztah v rozsahu rychlostí chůze, zkoumání síly jejich spojení nabízí jedinečný způsob, jak charakterizovat přirozenou chůzi. Vyšetřovatelé zjistili, že vztah délky kroku a kadence je u uživatelů protéz narušen. Vztah délky kroku a kadence je také bilaterálně narušen, což ukazuje na změněnou neurokontrolu chůze. Na rozdíl od mechanického kolena upravují MPK vlastnosti tak, aby vyhovovaly změnám v rychlosti a podobaly se přirozenějšímu vzoru chůze. Očekává se tedy, že vztah délky kroku a kadence bude u MPK těsnější než u mechanického kolena.

Proč dvouúlohová chůze pro MPK? Chůze s dvěma úkoly je akt chůze při provádění dalšího úkolu (mluvení, psaní SMS atd.). Další zátěž působící na nervový systém mění chůzi. „Chůze při mluvení“ tedy lépe odráží skutečnou chůzi než standardní analýza chůze. Dvouúlohové studie chůze u uživatelů protetiky jsou vzácné. Klasickým měřítkem výsledku ve dvouúkolových studiích je standardní odchylka dělená průměrem pro každý parametr chůze zvlášť, což ignoruje jejich závislost na změnách rychlosti. Výzkumníci nedávno vyvinuli novou metodu pro analýzu dvouúkolové chůze založenou na lineárním vztahu, který má délka kroku a kadence s rychlostí. Standardní odchylky rozdílu mezi skutečným datovým bodem pro délku kroku nebo kadenci od bodu předpovězeného čárou, která nejlépe odpovídá rychlosti, jsou porovnány mezi volnou chůzí a chůzí se dvěma úkoly. Tento výpočet variability délky kroku nebo kadence odpovídá za jejich změny mezi pokusy s rychlostí, která může ovlivnit výsledky. Předchozí studie naznačují, že MPK vyžadují méně dodatečného přemýšlení během chůze. Pokud tomu tak skutečně je, uživatelé by měli být schopni přesunout motorické a kognitivní zdroje z chůze na jiné aktivity a zároveň by měli mít méně variabilní chůzi za podmínek dvou úkolů. Vzhledem k tomu, že snížená variabilita chůze souvisí s lepší neurokontrolou chůze a menším rizikem pádů, bude navrhovaná studie prokazující principy prvním krokem k poskytnutí kriticky chybějících důkazů pro ospravedlnění použití MPK v širší populaci pacientů po amputaci, zejména u uživatelů K2 nebo osob s kognitivními poruchami v důsledku cévního onemocnění nebo diabetu.

Cíl: Zhodnotit rozdíly v chůzi a funkci mezi MPK (RheoKnee®, Ossur) a mechanickým kolenem u uživatelů protéz K2 a K3 v jednoúčelovém designu A-B-A a B-A-B.

Specifický cíl 1: Posoudit vztah délky kroku a kadence během chůze s MPK ve srovnání s mechanickým kolenem.

Hypotéza 1.1: Lineární vztah délky kroku a kadence se po nošení MPK výrazně zlepší. Hypotéza 1.2: Linearita vztahu délky kroku a kadence bude u MPK výrazně vyšší než u mechanického kolena.

Konkrétní cíl 2: Určit změny v nákladech na dvě úlohy při chůzi s MPK ve srovnání s mechanickým kolenem.

Hypotéza 2.1: Za podmínky dvou úkolů bude variabilita délky kroku a kadence výrazně menší při nošení MPK než u mechanického kolena.

Specifický cíl 3: Porovnat výkon mezi MPK a mechanickým kolenem na klinických měřeních mobility, rovnováhy a preference uživatele.

Hypotéza 3.1: Měření funkční mobility se zlepší více při nošení MPK než mechanického kolena Hypotéza 3.2: Měření rovnováhy se zlepší při nošení MPK více než mechanického kolena.

Hypotéza 3.3: Rozsah pohybu kloubu a symetrie síly reakce země se při nošení MPK zlepší.

Studovat design:

Studie bude využívat jednooborový design A-B-A a B-A-B (A- současné mechanické koleno subjektu; B- MPK: RheoKnee®). Účelem návrhu B-A-B je kontrolovat efekt učení v důsledku vícenásobného opakování kognitivních úkolů během dvouúkolové chůze, což může přispět k předpokládaným zlepšením ve fázi B návrhu A-B-A. Každá fáze bude trvat 4 týdny.

Protokol:

Oprávněné subjekty, které podepsaly formulář souhlasu, budou náhodně zařazeny do skupiny A-B-A nebo B-A-B. Bude ověřeno správné usazení/zarovnání stávajícího mechanického kolena, a pokud bude v pořádku, bude na začátku provedena 3D analýza chůze a funkční posouzení (úplné vyhodnocení). Chůze až 5 samostatně zvolenými rychlostmi (velmi pomalá až velmi rychlá) a chůze se dvěma úkoly (hodnocení chůze) budou také hodnoceny na začátku a poté na týdenní bázi v každé fázi. Na konci každé fáze se opakuje hodnocení chůze a úplné hodnocení. Konec každé aktuální fáze a začátek nové fáze jsou odděleny přechodným obdobím. Přechodné období začíná seřízením nového zařízení, po kterém následují 2 týdny ubytování, během kterých fyzioterapeut (PT) poskytne až 6 tréninků chůze a zkontroluje seřízení. Veškeré úsilí bude vynaloženo na zachování současného stylu zásuvky a systému zavěšení subjektu. Design B-A-B je shodný s designem A-B-A s výjimkou dodatečného přechodného období na samém začátku, protože naivní subjekty jsou poprvé vhodné pro MPK.

Metody:

Uživatelé mechanické protézy kolena budou rekrutováni z populace obsluhované Centrem metodistické rehabilitace, pokud splní kritéria pro zápis. Po podepsání formuláře souhlasu budou subjekty zařazeny do skupiny A-B-A nebo B-A-B pomocí náhodné číselné řady.

Hodnocení chůze:

Samovolné rychlosti:

Údaje o časovém a prostorovém došlapu budou shromažďovány elektronickým chodníkem (20 stop), jak subjekt chodí pěti samostatně zvolenými rychlostmi (velmi pomalá, pomalá, normální, rychlá, velmi rychlá). Oblast na každém konci chodníku umožní zrychlení a zpomalení, takže je zaznamenána pouze chůze v ustáleném stavu. Subjekty dokončí minimálně 4 průchody každou rychlostí, které si libovolně vyberou, aby dosáhly co nejpřirozenějšího vzoru chůze. Normální rychlost chůze bude vždy shromážděna jako první. Pořadí kategorií pomalejší/rychlejší rychlosti bude náhodné s velmi nízkou/rychlou rychlostí shromážděnou jako poslední v každé kategorii. Subjekty budou instruovány, aby upravovaly rychlost v rámci bezpečnostních limitů, a budou vyzvány, aby v maximální možné míře dokončily všechny rychlosti.

Dvojitá chůze:

Pro dvouúlohovou chůzi budou použity čtyři kognitivní úlohy; zpětný pravopis, sériové odčítání, rozsah číslic a výpis kategorií. V každém bodě hodnocení budou použity tři úkoly, aby se omezil účinek učení. Úkoly budou vybrány náhodně tak, aby každý dostal stejný počet opakování v každé fázi. Všechny čtyři úkoly budou použity na základní úrovni. Budou poskytnuty různé výzvy, aby se zajistilo, že žádný úkol nebude prezentován stejným způsobem dvakrát.

Před každým hodnocením si subjekt vsedě procvičí vybrané úkoly, aby se seznámil s protokolem. Při chůzi s dvěma úkoly bude subjekt instruován, aby šel pohodlným tempem a současně prováděl kognitivní úkoly bez konkrétních pokynů pro stanovení priorit. Kognitivní úkoly budou blokovány náhodně, přičemž každý blok bude obsahovat 4 pokusy chůze. Na konci bude subjekt požádán, aby ohodnotil obtížnost úkolu na 7bodové Likertově stupnici.

Kompletní hodnocení:

• Funkční protetické hodnocení (prediktor mobility po amputaci, L-test, 6minutový test chůze, Berg Balance Scale, Index fyziologických nákladů, Temporal/Spatial Gait Assessment)
• Uživatelské hodnocení protézy (Dotazník pro hodnocení protézy, hodnocení preferencí pro konkrétní kolena)
• Počítačové 3D hodnocení chůze (3D kinematika a kinetika chůze)
• Poznání/nálada (upravená mini-mentální zkouška, stezky A a B, dotazník o zdraví pacienta)

Měření výsledku:

Specifický cíl 1: Vztah kadence délky kroku

• Hlavní výstup: koeficient determinace (R2) lineární regresní přímky
• Sekundární výsledky: špičková rychlost a rozsah rychlostí

Konkrétní cíl 2: Náklady na dvouúlohovou chůzi

• Hlavní výsledek: variabilita (směrodatná odchylka) délky kroku a kadence za neomezených podmínek a podmínek dvou úkolů
• Sekundární výsledky: pohled/rozsah rychlostí za těchto dvou podmínek; hodnocení obtížnosti

Specifický cíl 3: Porovnání změn mezi uživateli K2 a K3

• Hlavní výsledky: skóre z Berg Balance Scale, Dotazník hodnocení protézy, Prediktor mobility po amputaci, L-test, 6minutový test chůze, Index fyziologických nákladů
• Sekundární výsledky: Posouzení temporální/prostorové chůze, 3D rozsah pohybu kloubu, úhly kloubu v kritických okamžicích, reakční síla země

Analýza:

Vzhledem k povaze jednooborového návrhu budou data vyhodnocena jak kvalitativně, tak statistickými metodami s malým n návrhem.