Automatická modulace tuhosti protetické nohy pro zlepšení rovnováhy (OSA)

Jedinci s amputací dolních končetin jsou vystaveni vyššímu riziku pádu ve srovnání se zdravými a jinými klinickými populacemi a je u nich pravděpodobnější, že utrpí zranění, která změní život. Vyšší riziko pádu je primárně způsobeno ztrátou svalů překračujících kotník, které jsou rozhodující pro udržení kontroly rovnováhy. Protetické prostředky jsou navrženy tak, aby poskytovaly vhodnou tuhost pro potřebnou stabilitu a podporu. Zatímco výzkum ukázal, že optimální tuhost pro udržení rovnováhy se u různých ambulantních činností (např. přímá chůze versus otáčení) liší, většina klinicky předepisovaných protetických pomůcek je pasivní a poskytuje pouze pevnou úroveň tuhosti. Nebylo prokázáno, že by ten komerčně dostupný poháněný protetický kotník obnovil kontrolu rovnováhy. Protetické zařízení, které aktivně upravuje tuhost kotníku při různých ambulantních činnostech, je tedy kriticky potřeba pro pokrok v terénu a zlepšení kontroly rovnováhy u osob s amputací dolních končetin. Cílem této klinické studie je identifikovat tuhost protézy, která optimalizuje kontrolu rovnováhy u jedinců s podkolenními amputacemi při provádění typických ambulantních činností každodenního života. Věříme, že přizpůsobením tuhosti kotníku požadavkům úkolu výrazně zlepšíme kontrolu rovnováhy a snížíme riziko pádu u osob s amputací dolních končetin.

Každý účastník bude mít novou protézu, která zahrnuje nízkoprofilovou protetickou nohu, jejíž kategorie tuhosti bude určena jejich tělesnou hmotností a úrovní aktivity (standardní klinická praxe), protézu, jejíž kategorie tuhosti je o dvě kategorie tužší, a další, jejíž tuhost je o dvě kategorie méně tuhá. Účastníci budou i nadále používat své stávající protetické objímky a závěsný systém, ale jejich délka pylonu bude upravena podle potřeby. Při nošení různých studijních protéz v náhodném pořadí bude v laboratoři pro snímání pohybu provedeno devět ambulantních činností.

1. Chůze po rovině rychlostí, kterou si sami zvolíte.
2. Chůze po rovné zemi o 15 % pomalejší, než je rychlost, kterou jste sami zvolili.
3. Chůze po rovné zemi o 15 % rychlejší, než je rychlost, kterou si sami zvolíte.
4. Chůze do 8% svahu samostatně zvolenou rychlostí.
5. Chůze z 8% svahu samostatně zvolenou rychlostí.
6. Chůze po rovné zemi rychlostí, kterou si sami zvolili, s 5 kg břemenem v jedné ruce na protetické straně.
7. Chůze po rovném, ale nerovném terénu rychlostí, kterou si sami zvolíte.
8. Chůze po kruhu o průměru 2 metry rychlostí, kterou si sami zvolili, s protetickou stranou na vnitřní straně kruhu.
9. Chůze po kruhu o průměru 2 metry rychlostí, kterou si sami zvolili, s protetickou stranou na vnější straně kruhu.

Ambulantní činnosti 1 až 6 budou prováděny na přístrojovém běžeckém pásu. Náklad, který se má přenášet v aktivitě 6, bude nakonfigurován jako taška na potraviny s uchy. Aktivita 7 bude prováděna na běžeckém pásu ve skalnatém terénu. Činnosti 8 a 9 budou prováděny nad zemí přes pět silových desek zapuštěných do podlahy laboratoře, přičemž budou sledovány obrys kruhu o průměru 2 metry. Přestávky na odpočinek během všech aktivit budou poskytovány dle potřeby.

Údaje z těchto experimentů budou použity k výpočtu rozsahu od vrcholu k vrcholu celotělového úhlového momentu hybnosti ve frontální rovině (míra kontroly rovnováhy). Předpokládáme, že existuje optimální profil tuhosti specifický pro uživatele, který maximalizuje kontrolu rovnováhy (tj. minimalizuje rozsah od vrcholu k vrcholu celotělového momentu hybnosti ve frontální rovině během cyklu chůze) pro každou ambulantní aktivitu.