Evaluering af transfemorale amputerede ved overgang fra en mekanisk til en mikroprocessorknæprotese

Forskningshypotese Den centrale hypotese i dette forslag er, at de virkelige fordele ved mikroprocessorknæ (MPK) stort set undervurderes på grund af manglen på følsomme og økologisk valide metoder til evaluering af motorisk ydeevne. Dette gør det svært at retfærdiggøre MPK'er for mange amputerede, som kunne drage fordel af det. Efterforskernes nyere forskning i forholdet mellem skridtlængde og kadence og dual-task ganganalyse giver en ny retning til at overvinde nogle af disse begrænsninger.

Hvorfor skridtlængde-kadenceforhold for MPK'er? Fordi skridtlængde og kadence danner et stærkt lineært forhold over en række ganghastigheder, giver en undersøgelse af styrken af ​​deres association en unik måde at karakterisere naturlig gang på. Efterforskerne fandt ud af, at skridtlængde-kadence-forholdet er forstyrret hos protesebrugere. Også trinlængde-kadenceforholdet forstyrres bilateralt, hvilket indikerer ændret neurokontrol af gang. I modsætning til et mekanisk knæ justerer MPK'er egenskaber for at imødekomme ændringer i hastighed, der ligner mere naturligt gangmønster. Derfor forventes forholdet mellem skridtlængde og kadence at være tættere for MPK'er end et mekanisk knæ.

Hvorfor dual-task gangart for MPK'er? Dual-task gangart er det at gå, mens du udfører en ekstra opgave (snakker, sms'er osv.). Den ekstra belastning, der pålægges nervesystemet, ændrer gang. Således afspejler "at gå mens du taler" bedre den virkelige gangart end standard ganganalyse. Dual-task gangundersøgelser hos protesebrugere er sjældne. Det klassiske resultatmål i dual-task undersøgelser er en standardafvigelse divideret med middelværdien for hver gangparameter separat, som ignorerer deres afhængighed af ændringer i hastighed. Forskerne har for nylig udviklet en ny metode til at analysere dobbeltopgavegang baseret på det lineære forhold, som skridtlængde og kadence har med hastighed. Standardafvigelserne af forskellen mellem det faktiske datapunkt for skridtlængde eller kadence fra det punkt, der er forudsagt af den linje, der repræsenterer den bedste pasform med hastighed, sammenlignes mellem frigang og gang med to opgaver. Denne beregning af variabilitet i skridtlængde eller kadence tager højde for deres forsøg-til-forsøg ændringer med den hastighed, der kan påvirke resultaterne. Tidligere undersøgelser indikerer, at MPK'er kræver mindre yderligere eftertanke under gang. Hvis det faktisk er tilfældet, bør brugerne være i stand til at flytte motoriske og kognitive ressourcer fra gang til andre aktiviteter og samtidig have mindre variabel gang under dobbeltopgavetilstand. Da nedsat gangvariabilitet har været relateret til bedre neurokontrol af gangart og mindre risiko for fald, vil den foreslåede proof-of-principle undersøgelse være det første skridt mod at tilvejebringe kritisk manglende bevis for at retfærdiggøre brugen af ​​MPK'er i en bredere population af amputerede, især hos K2-brugere eller personer med kognitive svækkelser som følge af karsygdomme eller diabetes.

Formål: Evaluere forskelle i gang og funktion mellem en MPK (RheoKnee®, Ossur) og et mekanisk knæ hos K2 og K3 protesebrugere i et A-B-A og B-A-B enkeltfagsdesign.

Specifikt mål 1: Vurder forholdet mellem skridtlængde og kadence under gang med MPK sammenlignet med det mekaniske knæ.

Hypotese 1.1: Det lineære skridtlængde-kadenceforhold vil forbedres væsentligt efter at have båret MPK. Hypotese 1.2: Lineariteten af ​​skridtlængde-kadenceforholdet vil være signifikant højere for MPK end det mekaniske knæ.

Specifikt mål 2: Bestem ændringerne i dual-task omkostninger, mens du går med MPK sammenlignet med det mekaniske knæ.

Hypotese 2.1: Under dobbeltopgavetilstanden vil variabiliteten i skridtlængde og kadence være betydeligt mindre, mens man bærer MPK end det mekaniske knæ.

Specifikt mål 3: Sammenlign ydeevnen mellem MPK og det mekaniske knæ på kliniske mål for mobilitet, balance og brugerpræference.

Hypotese 3.1: Mål for funktionel mobilitet vil forbedres mere, mens man bærer MPK end det mekaniske knæ Hypotese 3.2: Balancemålinger vil forbedres mere, mens man bærer MPK mere end det mekaniske knæ.

Hypotese 3.3: Fælles bevægelsesområde og jordreaktionskraftsymmetri vil forbedres, mens man bærer MPK.

Studere design:

Undersøgelsen vil bruge et A-B-A og B-A-B enkeltfagsdesign (A- forsøgspersonens nuværende mekaniske knæ; B-MPK: RheoKnee®). Formålet med B-A-B-design er at kontrollere for en læringseffekt på grund af flere gentagelser af kognitive opgaver under dual-task-gang, hvilket kan bidrage til hypoteseforbedringer i fase B af A-B-A-designet. Hver fase varer 4 uger.

Protokol:

Berettigede forsøgspersoner, der har underskrevet samtykkeerklæringen, vil blive tilfældigt tildelt A-B-A- eller B-A-B-gruppen. Den korrekte pasform/justering af det aktuelle mekaniske knæ vil blive verificeret, og hvis det er fint, vil 3D-ganganalysen og funktionsvurderingen (fuld evaluering) blive udført ved baseline. At gå med op til 5 selvvalgte hastigheder (meget langsom til meget hurtig) og gangart med to opgaver (gangevaluering) vil også blive evalueret ved baseline og derefter på ugentlig basis gennem hver fase. I slutningen af ​​hver fase gentages gangevaluering og fuld evaluering. Slutningen af ​​hver igangværende fase og begyndelsen af ​​en ny fase er adskilt af en overgangsperiode. Overgangsperioden starter med justeringen af ​​en ny enhed efterfulgt af 2 ugers indkvartering, hvor der gives op til 6 gangtræningssessioner af en fysioterapeut (PT), og justeringen kontrolleres. Alle bestræbelser vil blive gjort for at opretholde emnets nuværende socket-stil og affjedringssystem. B-A-B-designet er identisk med A-B-A-designet bortset fra en ekstra overgangsperiode i begyndelsen, da de naive emner for første gang passer til MPK.

Metoder:

Brugere af en mekanisk knæprotese vil blive rekrutteret fra den befolkning, der betjenes af Methodist Rehabilitation Center, hvis de opfylder tilmeldingskriterierne. Efter underskrift på samtykkeerklæringen vil emnerne blive allokeret til A-B-A- eller B-A-B-gruppen ved hjælp af en tilfældig talrække.

Gangevaluering:

Selvvalgte hastigheder:

Tidsmæssige og rumlige fodfaldsdata vil blive indsamlet af en elektronisk gangbro (20 fod), når forsøgspersonen går med fem selvvalgte hastigheder (meget langsom, langsom, normal, hurtig, meget hurtig). Et område i hver ende af gangbroen vil tillade acceleration og deceleration, så kun steady-state gangart registreres. Forsøgspersonerne gennemfører minimum 4 pas ved hver hastighed, som de frit vælger for at opnå det mest naturlige gangmønster. Den normale ganghastighed vil altid blive indsamlet først. Rækkefølgen af ​​langsommere/hurtigere hastighedskategorier vil blive randomiseret med den meget langsomme/hurtige hastighed, der blev indsamlet sidst i hver kategori. Forsøgspersonerne vil blive instrueret i at modulere hastigheden inden for sikkerhedsgrænserne og opfordres til at gennemføre alle hastigheder, i det omfang det er muligt.

Dual-Task Gangart:

Fire kognitive opgaver vil blive brugt til dual-task gang; baglæns stavning, seriel subtraktion, cifferspan og kategoriliste. Tre opgaver vil blive brugt på hvert vurderingspunkt for at dæmme op for effekten af ​​læring. Opgaver vil blive udvalgt tilfældigt, så hver får lige mange gange i hver fase. Alle fire opgaver vil blive brugt ved baseline. Der vil blive givet forskellige prompter for at sikre, at ingen opgave præsenteres på samme måde to gange.

Før hver vurdering vil forsøgspersonen øve sig på de udvalgte opgaver, mens han sidder, for at gøre sig fortrolig med protokollen. For dobbeltopgavegangen vil forsøgspersonen blive instrueret i at gå i et behageligt tempo og samtidig udføre kognitive opgaver uden specifikke instruktioner om prioritering. De kognitive opgaver vil blive blokrandomiseret med hver blok indeholdende 4 gangforsøg. Til sidst vil forsøgspersonen blive bedt om at vurdere opgavens sværhedsgrad på en 7-punkts Likert-skala.

Fuld evaluering:

• Funktionel protesevurdering (Amputee Mobility Predictor, L-test, 6-minutters gangtest, Berg Balance Scale, Physiological Cost Index, Temporal/Spatial Gait Assessment)
• Brugerevaluering af protesen (Prosthesis Evaluation Questionnaire, undersøgelsesspecifikke knæpræferenceevalueringer)
• Computerstyret 3D-gangevaluering (3D-gangskinematik og -kinetik)
• Kognition/stemning (modificeret mini-mental tilstandsundersøgelse, spor A & B, spørgeskema om patientsundhed)

Resultatmål:

Specifikt mål 1: Skridtlængde kadenceforhold

• Hovedresultat: bestemmelseskoefficient (R2) for den lineære regressionslinje
• Sekundære resultater: spidshastighed og hastighedsområde

Specifikt mål 2: Omkostninger ved dobbelt-opgave gang

• Hovedresultat: variabilitet (standardafvigelse) af skridtlængde og kadence under ubegrænsede og dobbelte opgaver
• Sekundære udfald: kig/hastighedsområde under de to betingelser; sværhedsgraden

Specifikt mål 3: Sammenligning af ændring mellem K2- og K3-brugere

• Hovedresultater: score fra Berg Balance Scale, protesevurderingsspørgeskema, amputerede mobilitetsprædiktor, L-test, 6-minutters gangtest, fysiologisk omkostningsindeks
• Sekundære resultater: Temporal/Spatial Gait Assessment, 3D leds bevægelsesområde, ledvinkler på kritiske tidspunkter, jordens reaktionskraft

Analyse:

Grundet karakteren af ​​enkeltfagsdesignet vil dataene blive evalueret både kvalitativt og med small-n design statistiske metoder.