Automatisk fodprotesemodulering for at forbedre balancen (OSA)

Personer med amputationer af underekstremiteterne har større risiko for at falde sammenlignet med raske og andre kliniske populationer og er mere tilbøjelige til at pådrage sig livsændrende skader. Den højere faldrisiko skyldes primært tabet af musklerne, der krydser anklen, som er afgørende for at opretholde balancekontrol. Protetiske anordninger er designet til at give passende stivhed til nødvendig stabilitet og støtte. Mens forskning har vist, at den optimale stivhed til at opretholde balancen varierer på tværs af ambulatoriske aktiviteter (f.eks. lige gang versus drejning), er de fleste klinisk ordinerede proteseanordninger passive og giver kun et fast stivhedsniveau. Den ene kommercielt tilgængelige, drevne ankelfodprotese har ikke vist sig at genoprette balancekontrollen. Således er en proteseanordning, der aktivt justerer ankelstivhed på tværs af forskellige ambulante aktiviteter, kritisk nødvendig for at fremme feltet og forbedre balancekontrollen for dem med amputationer af underekstremiteterne. Målet med dette kliniske forsøg er at identificere protesestivhed, der optimerer balancekontrol hos personer med amputationer under knæet, når de udfører typiske ambulatoriske aktiviteter i dagligdagen. Ved at matche ankelstivheden til opgavekravene, tror vi, at vi vil forbedre balancekontrollen betydeligt og mindske faldrisikoen for dem med amputationer af underekstremiteterne.

Hver deltager vil blive egnet med en ny protese, der inkluderer en lavprofilfodprotese, hvis stivhedskategori vil blive bestemt af deres kropsvægt og aktivitetsniveau (standard klinisk praksis), en fodprotese, hvis stivhedskategori er to kategorier stivere, og en anden, hvis stivhedskategori stivhed er to kategorier mindre stiv. Deltagerne vil fortsætte med at bruge deres eksisterende protesefatning og ophængssystem, men deres pylonlængde vil blive justeret efter behov. Mens de forskellige undersøgelsesproteser bæres i randomiseret rækkefølge, vil ni ambulante aktiviteter blive udført i motion capture-laboratoriet.

1. Gå på jævnt underlag med selvvalgt hastighed.
2. Gå på jævnt underlag med 15 % langsommere end selvvalgt hastighed.
3. Gå på jævnt underlag med 15 % hurtigere end selvvalgt hastighed.
4. At gå op ad en 8% hældning ved selvvalgt hastighed.
5. Går ned ad en 8 % hældning ved selvvalgt hastighed.
6. Gå på jævnt underlag med selvvalgt hastighed, mens de bærer en 5 kg byrde i den ene hånd på deres proteseside.
7. Går på jævnt, men ujævnt terræn med selvvalgt hastighed.
8. At gå en cirkel med en diameter på 2 meter med selvvalgt hastighed med protesesiden på indersiden af ​​cirklen.
9. Gå en cirkel med en diameter på 2 meter med selvvalgt hastighed med protesesiden på ydersiden af ​​cirklen.

Ambulatoriske aktiviteter 1 til 6 vil blive udført på et instrumenteret løbebånd. Den last, der skal bæres i aktivitet 6, vil blive konfigureret som en indkøbspose med håndtag. Aktivitet 7 udføres på et løbebånd i stenet terræn. Aktiviteter 8 og 9 vil blive udført over jorden på tværs af fem kraftplader indlejret i laboratoriegulvet, mens de følger omridset af en cirkel med en diameter på 2 meter. Der vil blive givet hvilepauser under alle aktiviteter efter behov.

Dataene fra disse eksperimenter vil blive brugt til at beregne peak-to-peak-området af frontalplanets helkropsvinkelmomentum (et mål for balancekontrol). Vi antager, at der eksisterer en optimal brugerspecifik stivhedsprofil, der maksimerer balancekontrol (dvs. minimerer peak-to-peak intervallet af frontalplanets helkropsvinkelmomentum over gangcyklussen) for hver ambulatorisk aktivitet.