Motoriserede proteser til amputeret underkrop

MÅL1:

For alle studier vil deltagerne gentage den samme eksperimentelle protokol med deres passive proteser og vores lette elektriske knæ kombineret med elektrisk, semi-aktiv og passiv ankel. Forskerne vil også administrere et spørgeskema baseret på en 5-punkts Likert-skala for at vurdere intuitivitet, sikkerhed, fysisk belastning og mental belastning for hver testede tilstand. Deltagerne vil få tid til at gøre sig fortrolige med protokollen og protesen i en separat træningssession.

Del 1: Anstrengelse ved gang på plan og skråning. Studiet vil vurdere ganganstrengelse, mens deltagerne går på et instrumenteret løbebånd ved deres selvvalgte komfortable hastighed. Det primære resultat af det første studie vil være anstrengelse i amputationsstumpen målt via maksimal hoftefleksionsmoment på protesesiden. Sekundære resultater vil omfatte anstrengelse i den modsatte ben, gangsymmetri og balance. Den eksperimentelle protokol vil blive gentaget for forskellige skråninger (f.eks. 0%, +/-10%) under separate eksperimentelle sessioner.

Del 2: Gang på trapper. Studiet vil analysere hastighed og anstrengelse under trappestigning og -nedstigning. Deltagerne vil gå på en instrumenteret trappe, der inkluderer syv trin (fire instrumenterede). Det primære resultat for trappestigning vil være forholdet mellem protesearbejde og amputationsstumpens arbejde, mens forskerne for trappenedstigning vil bruge arbejde fra det raske knæ og ankel. Anstrengelse i amputationsstumpen, det modsatte ben og overkroppen (gelænderkraft) vil være de sekundære resultater sammen med subjektiv præference.

Del 3: Overgange mellem sidde- og ståstilling. Dette studie vil vurdere biomekanik, når deltageren skifter mellem at sidde og stå. Deltagerne vil udføre overgange fra sidde til stående og fra stående til sidde fra en stol uden armlæn i deres selvvalgte tempo. Forskerne vil vurdere helkropsbiomekanik svarende til vores tidligere studier af overgange mellem sidde- og ståstilling. Det primære resultat af dette studie vil være asymmetrigraden.

MÅL2:

Deltagerne vil gentage de eksperimentelle protokoller med deres ordinerede proteser og vores lette elektriske protese ved brug af direkte elektromyografisk kontrol og indirekte vilkontrol. Eksperimenterne vil blive udført i et motionscapture-laboratorium for at vurdere helkropskinematik og kinetik. Forskerne vil også administrere et spørgeskema baseret på en 5-punkts Likert-skala for at vurdere intuitivitet, sikkerhed, fysisk belastning og mental belastning for hver testede tilstand. Deltagerne vil få tid til at gøre sig fortrolige med protokollen og protesekontrollerne i dedikerede træningssessioner.

Del 1: Gang på skråning ved forskellige hastigheder og belastningstilstande. Dette studie vil vurdere evnen til at gå ved forskellige hastigheder på skråninger/nedstigninger mens man bærer genstande. For dette formål vil deltagerne gå på et instrumenteret løbebånd både ved deres selvvalgte hastighed og 130% af deres selvvalgte hastighed med og uden at holde en 9 kg belastning i begge hænder. Forskellen mellem maksimal hoftefleksionsmoment på det raske og protesesiderne vil blive brugt som et primært resultat. Sekundære resultater vil omfatte gangsymmetri, balance og subjektiv præference. Under separate sessioner vil den eksperimentelle protokol blive gentaget ved 10% stigning og 10% fald.

Del 2: Trappegang ved forskellige hastigheder og belastningstilstande. Dette studie vil vurdere evnen til at bestige og nedstige trapper under forskellige hastigheder og belastningstilstande. Deltagerne vil bestige en instrumenteret trappe ved komfortable og hurtige selvvalgte hastigheder. Deltagerne vil klatre trapper ved begge hastigheder med og uden en 9 kg genstand båret i hænderne eller i en rygsæk. Forskellen mellem maksimal knæfleksionsmoment på det raske og protesesiderne vil blive brugt som et primært resultat. Sekundære resultater vil omfatte anstrengelse i det modsatte ben, gangsymmetri og balance.

Del 3: Rejse sig op, squat, udfald og knæle. Dette studie vil vurdere evnen til at rejse sig op, squatte og lave udfald under forskellige belastningstilstande. Deltagerne vil udføre fem gentagelser af overgange fra sidde til stående. Derefter vil de squatte, lave udfald og knæle fem gange. Det primære resultat vil være protesens vægtbæring. Sekundære resultater vil omfatte tid til færdiggørelse, ledanstrengelse og subjektiv præference.

MÅL3:

Deltagerne vil gentage de eksperimentelle protokoller med deres ordinerede proteser og vores lette elektriske protese. Under dedikerede træningssessioner vil de få tid til at gøre sig fortrolige med protokollen.

Del 1: Gangcirkuit. Deltagerne vil udføre ti forsøg af gangcirkuitet. Startende i en stol, rejse sig op, gå til en 4-trinstrappe, klatre op ad trappen til en forhøjet platform, fortsætte med at gå på platformen, dreje, nedstige en mellemliggende platform ved hjælp af en to-trinstrappe, nedstige en rampe, gå til stolen og afslutte ved at sætte sig ned. Derefter vil ti forsøg af det omvendte cirkuit blive gennemført, startende med at sidde i stolen og slutte med rampebestigning. Det primære resultat vil være den gennemsnitlige tid til at gennemføre cirkuitet. Sekundære resultater vil være ledkinematik under overgange og subjektiv præference.

Del 2: Selvvalgt ganghastighed. Deltagerne vil udføre den tidsmålt 10-meter gangtest på et selvstyret instrumenteret løbebånd. Ganghastighed vil være det primære resultat. Sekundære resultater vil omfatte spatiotemporalt gangsymmetri og subjektiv præference.

Del 3: Amputationsmobilitetsforudsigelse. Dette studie har til formål at vurdere kliniske resultatmål ved hjælp af Amputee Mobility Predictor, en pålidelig præstationsmåling valideret for personer med nedre ekstremitetsamputation, for at identificere begrænsninger i protesemobilitet og måle flere funktionelle mobilitetsopgaver, der er nødvendige under daglige aktiviteter.

Del 4: Mobilitet i den virkelige verden. Dette studie vil give en kvantitativ vurdering af mobilitet i komplekse hjem- og samfundsmiljøer. For dette formål vil forskerne måle præstation og tilfredshed, mens deltagerne udfører almindelige daglige aktiviteter, som vil omfatte husarbejde (vaskning af gulve, opredning af senge, madlavning, indkøb) og fritidsaktiviteter (hundeluftning, spadseretur i en park, havearbejde). Subjektiv præference vil være det primære resultat og vil blive vurderet ved at administrere et spørgeskema med separate vurderinger for intuitivitet, sikkerhed, fysisk belastning og mental belastning. Det sekundære resultat vil være kinematik, som forskerne vil vurdere ved hjælp af et IMU-baseret motionscapture-system.