Auf motorischem Lernen basierendes Rollstuhlantriebstraining für ältere Erwachsene

Probengröße:

Die Berechnungen ergaben eine Stichprobengröße von 10 Teilnehmern für jede der drei Gruppen, um einen signifikanten Unterschied mit 80 % Trennschärfe auf einem Signifikanzniveau von 0,05 (G*Stärke 3,1) zu erkennen. Um fehlende Daten und Nachverfolgungsverluste zu berücksichtigen, wurde die Stichprobengröße um 15 % erhöht, sodass jede der drei Gruppen aus 12 Teilnehmern für insgesamt 36 Teilnehmer besteht.

Teilnehmerhonorare:

• Alle Teilnehmer erhalten 15 $ für jede der drei Testsitzungen
• Teilnehmer, die einer der Interventionsgruppen (Praxis oder Schulung) zugeteilt wurden, erhalten 5 USD/Besuch (ohne die Testsitzung), um ihre Reisekosten teilweise zu kompensieren.

Eignungsprüfung:

Teilnehmer, die an einer Teilnahme an dieser Studie interessiert sind, werden telefonisch auf ihre Eignung überprüft, um sicherzustellen, dass sie die Alters- und Gewichtsanforderungen erfüllen, keine Verletzungen an den oberen Gliedmaßen haben und den potenziellen Zeitaufwand verstehen. Den Teilnehmern wird mitgeteilt, dass sie einen Fragebogen ausfüllen müssen, um ihre Eignung zu bestätigen, wenn sie zu ihrem ersten Termin kommen. Die Teilnehmer schließen die Mini-Mental-Untersuchung ab, nachdem sie ihre Einverständniserklärung zum Screening auf kognitive Beeinträchtigung abgegeben haben.

Demografische beschreibende Informationen (Baseline):

Variablen, die für die Beschreibung der Teilnehmerpopulation wichtig sind, werden zu Studienbeginn erhoben, darunter: Alter; Höhe; Sex; Exposition gegenüber Familienmitgliedern oder Freunden, die einen manuellen Rollstuhl benutzen.

Physische Teilnehmerinformationen (Basislinie, Postintervention und zwei Wochen nach der Intervention):

Physische Variablen, die für die Testverfahren erforderlich sind oder die Ergebnisse beeinflussen können, werden an jedem Punkt der Datenerfassung gemessen, einschließlich: Gewicht; Griffstärke; Gelenkflexibilität der oberen Extremitäten; und selbst wahrgenommene körperliche Fitnessbewertung.

Bewertungen:

Die Messungen werden vor der Intervention (Basislinie), vier Wochen und 6 Wochen nach der Basislinie durchgeführt. Ein ausgebildeter Prüfer wird alle Bewertungen durchführen.

Randomisierung:

Wenn die Teilnehmer eingeschrieben sind, werden sie durch einen Randomisierungsalgorithmus nach dem Zufallsprinzip entweder den auf motorischem Lernen basierenden Trainings-, Übungs- oder Kontrollgruppen zugewiesen.

Datensammlung:

Nach Einverständniserklärung und Nachweis der Zustimmung zum Training durch eine von einem Arzt unterzeichnete Kopie der ärztlichen Untersuchung zur Bereitschaft zur körperlichen Aktivität (PARMED X) bei über 69-Jährigen oder des Fragebogens zur Bereitschaft zur körperlichen Aktivität (PAR-Q+) bei unter 69-Jährigen füllen die Teilnehmer a Demografischer Fragebogen einschließlich Geschlecht, Größe, Gewicht, Alter, allgemeinem Fitnessniveau und Erfahrung mit dem manuellen Fahren.

Nach dem Ausfüllen der Fragebögen werden die Teilnehmer in einen Elevation-Rollstuhl geeigneter Größe (Instinct Mobility, Vancouver, BC) eingebaut. Die Teilnehmer werden so angepasst, dass ihre Ellbogen einen Winkel von ungefähr 100 Grad bilden, wenn ihre Hände oben auf dem Rad platziert werden, während sie im Rollstuhl sitzen. Um die Konsistenz über die Messpunkte hinweg zu gewährleisten, werden Details der Rollstuhlanpassung aufgezeichnet und während des Nachtests reproduziert, um Verzerrungen zu minimieren. Das instrumentierte Messrad zur Erfassung kinetischer und zeitlicher Variablen (SmartWheel -Three Rivers Holdings, Mesa, AZ) wird gegen das rechte Rad des Rollstuhls ausgetauscht und ein trägheitsangepasstes Dummy-Rad wird an der linken Seite des Rollstuhls angebracht. Der Reifendruck wird auf das empfohlene Niveau von 100 psi aufgepumpt.

Anschließend wird ein Schlepptest durchgeführt, um die Schleppkraft des Rollstuhlfahrersystems auf dem Laufband (Max-Mobility) zu ermitteln. Während des Belastungstests sitzt der Teilnehmer passiv in einem angepassten Laborrollstuhl, der über ein Seil mit einem Kraftaufnehmer verbunden ist. Bei konstanter Geschwindigkeit (1,1 m/s bzw. 4,0 km/h) wird der Winkel des Laufbandes in 10 Stufen (um 0,5 % Steigung) erhöht und bei jedem Winkel der Widerstand ermittelt. Diese 10 Kraftmessungen werden verwendet, um die Leistungsabgabe (PO) für jeden Neigungswinkel auf dem Laufband zu berechnen. Zur Bestimmung von PO wird eine lineare Regression verwendet (berechnet durch Multiplikation der Widerstandskraft mit der Geschwindigkeit gemäß PO (W) = Widerstandskraft (N) · Bandgeschwindigkeit (m/s)). Der Drag-Test dauert ungefähr 5 Minuten.

Sicherheitsgurte an den Seiten des Rollstuhl-Laufbands werden an der Vorderseite des Elevation-Rollstuhls befestigt (am Metallrahmen über den vorderen Laufrädern). Vor der Datenerfassung haben die Teilnehmer fünf Minuten Zeit, um sich mit dem Rollstuhl-Laufband vertraut zu machen und werden schrittweise auf die eingestellte Geschwindigkeit von 1,1 m/s (4,0 km/h) gebracht, die für die Datenerfassung verwendet wird. Frühere Untersuchungen haben die Geschwindigkeit von 1,1 m/s für biomechanische Tests verwendet, da dies die Mindestgeschwindigkeit ist, die erforderlich ist, um einige Kreuzungen in den Vereinigten Staaten zu überqueren. Um sicherzustellen, dass alle Teilnehmer bei den Testversuchen den gleichen Arbeitsaufwand leisten, wird die Leistungsabgabe auf 0,15 W/kg bei einer Steigung von 0,7 % standardisiert, da eine Steigung von 0,7 % Ergebnisse liefert, die dem Rollen über Grund bei Geschwindigkeiten von am ähnlichsten sind 4-6 km/h. Über ein Rollensystem wird Widerstand auf die Rückseite des Rollstuhls ausgeübt, um sicherzustellen, dass der PO 0,15 W/kg beträgt. Die Sauerstoffkosten des Rollstuhlantriebs werden durch die PO beeinflusst, daher ermöglicht uns die Standardisierung der PO, Unterschiede in der Widerstandskraft zu beseitigen, die sich aus Unterschieden im Körpergewicht und in der Rollstuhlkonfiguration ergeben. Die Standardisierung der PO berücksichtigt auch Schwankungen im Gewicht der Teilnehmer vom Vortest zum Nachtest bis zum einmonatigen Nachtest.

Nachdem sich der Teilnehmer bequem auf dem Laufband bewegt hat, werden ihm das Mundstück und der Nasenstöpsel für das Stoffwechselmesssystem TrueOne 2400 von Parvo Medics angepasst. Zehn Minuten Basisdaten (Ruhezustand) werden gesammelt, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer normal atmen (d. h. nicht hyperventilieren) und ihr Atemaustauschverhältniswert angemessen ist (weniger als 0,9). Die Teilnehmer beginnen dann mit dem Rollen, wobei die Geschwindigkeit allmählich auf 1,1 m/s ansteigt, sobald die erreichte Geschwindigkeit erreicht ist (ca. 15 s), beginnt die fünfminütige Datenerfassung.

Kinetische und räumlich-zeitliche Charakteristik:

Daten vom SmartWheel werden mit proprietärer Software bei 240 Hz gesammelt und mit einem Butterworth-Tiefpassfilter 4. Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 20 Hz gefiltert. Zu den mit dem SmartWheel™ erfassten Variablen gehören dreidimensionale Kräfte, Gesamtkraft (√(Fx2+Fy2+Fz2)), Tangentialkraft (auf den Vorwärtsantrieb wirkende Kraft), Kadenz (Zyklen/s), Schubwinkel und Geschwindigkeit.

Bewegungsmuster Zwei Optotrak 3020 (NDI, Waterloo, ON) Positionssensoren werden verwendet, um kinematische 2D-Daten der Sagittalebene der Position des 3. Metakarpophalangealgelenks aufzuzeichnen. Der auf dem 3. Metakarpophalangealgelenk platzierte Marker wird verwendet, um die Wheeling-Strategie für jeden Probanden zu definieren. Kinematische Daten werden mit einer Abtastfrequenz von 200 Hz erfasst. Alle Daten werden mit einem 7-Hz-Butterworth-Tiefpassfilter vierter Ordnung gefiltert.

Datenanalyse:

Kinetische und kinematische Raddaten werden durch einen externen Triggerimpuls synchronisiert, in Zyklen unterteilt, basierend auf der Einleitung der auf den Greifreifen ausgeübten Kraft, und zeitlich auf 100 % des Zyklus normiert. Daten von Radzyklen, die innerhalb der letzten 5. Minute auftreten, werden für jeden Teilnehmer gemittelt.

Handbewegungsprofile von Drehzyklen, die innerhalb der letzten 5. Minute auftreten, werden verwendet, um das Drehmuster in eine von vier Kategorien zu kategorisieren. Zwei Ermittler, die für die Gruppenzuordnung der Teilnehmer blind sind, kategorisieren unabhängig voneinander die Wheeling-Strategien gemäß ihren Definitionen. Wheeling-Strategien werden zwischen zwei Ermittlern verglichen, um Konsistenz zu gewährleisten.

Motorische lernbasierte Trainingsintervention:

Das auf motorischem Lernen basierende Training wird von 1 Trainer durchgeführt. Sie hat über 6 Jahre Erfahrung im Studium des Rollstuhlantriebs und hat Erfahrung in der Bereitstellung anderer ML-basierter Schulungen in Bezug auf manuelle und Elektrorollstuhlfähigkeiten. Drei geschulte Freiwillige werden bei den Vor- und Nachtests sowie den einmonatigen Aufbewahrungstests nach einem rotierenden Zeitplan behilflich sein. Die Freiwilligen durchlaufen eine 3-stündige Schulung zum Testprotokoll. Die Teilnehmer werden gebeten, über einen Zeitraum von 3 Wochen (2 Sitzungen/Woche) an 6 x 20-minütigen Einzeltrainings teilzunehmen. Sechs Sitzungen wurden ausgewählt, da Verbesserungen der biomechanischen Variablen in nur 12 Minuten Training beobachtet wurden, jedoch eine Verbesserung der Bewegungseffizienz anderer kontinuierlicher Fähigkeiten innerhalb von 6 Sitzungen beobachtet wurde.

Das auf motorischem Lernen basierende Training wird sich auf einige der Kernkonzepte im Bereich des motorischen Lernens konzentrieren. Die motorischen Lernkonzepte umfassen variable Übungen in Bezug auf Geschwindigkeit, Feedback (sowohl intrinsisch als auch extrinsisch, aber mit Schwerpunkt auf extrinsisch), Feedback, das sich auf drei Hauptvariablen konzentriert (Rollmuster, Handgeschwindigkeit beim Berühren des Greifreifens, Schubwinkel), sequentielles Lernen ( insbesondere in Bezug auf das Radmuster) und mentale Bilder (während der Ruhepausen).

Eingriff üben:

Die Übungsintervention wird von 1 Trainer durchgeführt. Sie verfügt über mehr als 6 Jahre Forschungserfahrung im Bereich der manuellen Rollstuhlantriebe. Die Teilnehmer werden gebeten, über einen Zeitraum von 3 Wochen (2 Sitzungen/Woche) an 6 x 20-minütigen Einzeltrainings teilzunehmen. Sechs Sitzungen wurden ausgewählt, da Verbesserungen der biomechanischen Variablen in nur 12 Minuten Training beobachtet wurden, jedoch eine Verbesserung der Bewegungseffizienz anderer kontinuierlicher Fähigkeiten innerhalb von 6 Sitzungen beobachtet wurde.

Obwohl die allgemeine Praxis Erfahrung durch Exposition bietet und die aus der Praxis gewonnene Wiederholung als ein Element des motorischen Lernens betrachtet werden kann, ist es wichtig zu bestimmen, ob ein Einzeltraining mit einem Schwerpunkt auf den Prinzipien des motorischen Lernens einen zusätzlichen Nutzen gegenüber dem was hat Eine Person könnte alleine auftreten. Es wird erwartet, dass während der Übungsintervention ein gewisses „motorisches Lernen“ auftritt, es wird jedoch postuliert, dass dies in geringerem Maße auftritt.

Motorisches Lernen basiertes Training und Übungsplanung und Ausrüstung:

Für diese Studie wird das Training in Vancouver am Blusson Spinal Cord Center am Human Mobility Laboratory abgehalten. Das Blusson Spinal Cord Center ist eine gemeinschaftsbasierte Einrichtung mit einer Klinik für Wirbelsäulenmedizin sowie mehreren Forschungslabors.

Kontrollgruppe:

Die Kontrollgruppe erhält kein Training, wird aber zu den gleichen Zeitpunkten wie die Interventionsgruppen getestet.

Andere:

Je nachdem, welcher der beiden Gruppen sie zugeordnet sind, erhalten die Teilnehmer nach Abschluss des Vortests einen kurzen Überblick über das praxis- oder motorische Lerntraining. Die Teilnehmer werden darüber informiert, dass es ein „auf motorischem Lernen basierendes Training“ und eine „Kontrollgruppe“ gibt, aber die Tatsache, dass wir zwei verschiedene Arten von Training untersuchen, wird nicht offengelegt, damit die Übungsgruppe nicht das Gefühl hat, dass ihr Training minderwertig ist in die motorische Trainingsgruppe.

Nach Abschluss des auf Übung oder motorischem Lernen basierenden Trainings werden die Teilnehmer gebeten, einen offenen Abschlussfragebogen auszufüllen, in dem sie angeben, was ihnen an dem Training gefallen und was nicht gefallen hat und ob sie es für einen neuen Rollstuhlfahrer nützlich finden.

Datensynthese und -analyse:

Beschreibende Statistiken werden für demografische und physische Informationen synthetisiert.

Die Effektivität des auf motorischem Lernen basierenden Trainings auf das primäre Ergebnis (mechanische Bruttoeffizienz) sowie die sekundären Ergebnisse werden unter Verwendung einer 3 x 3 gemischten faktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) mit wiederholten Messungen geschätzt. Ein angepasster p-Wert wird verwendet, um mehrere Vergleiche zwischen Ausgangsmerkmalen zu korrigieren. Ein Chi-Quadrat-Test wird verwendet, um Unterschiede in der kategorialen Variablen (Antriebstechnik) vor und nach dem Testen basierend auf der Trainingsbelastung zu bestimmen. Die Signifikanz ist Alpha = 0,05.