Entrenamiento de propulsión en silla de ruedas basado en el aprendizaje motor para adultos mayores

Tamaño de la muestra:

Los cálculos dieron como resultado un tamaño de muestra de 10 participantes para cada uno de los tres grupos para detectar una diferencia significativa con una potencia del 80 % a un nivel de significancia de 0,05 (G*Power 3,1). Para tener en cuenta los datos faltantes y las pérdidas durante el seguimiento, el tamaño de la muestra se incrementó en un 15 %, de modo que cada uno de los tres grupos constará de 12 participantes para un total de 36 participantes.

Honorarios de los participantes:

• Todos los participantes recibirán $15 por cada una de las tres sesiones de prueba.
• Los participantes asignados al azar a cualquiera de los grupos de intervención (práctica o capacitación) recibirán $5 por visita (sin incluir la sesión de prueba) para compensar en parte el costo del viaje.

Evaluación de elegibilidad:

Los participantes interesados ​​en participar en este estudio serán evaluados para determinar su elegibilidad por teléfono para garantizar que cumplan con los requisitos de edad y peso, que no tengan lesiones en las extremidades superiores y que entiendan el posible compromiso de tiempo. Se les informará a los participantes que deberán completar un cuestionario para confirmar su elegibilidad cuando acudan a su primera cita. Los participantes completarán el Mini examen mental después de dar su consentimiento informado para detectar el deterioro cognitivo.

Información descriptiva demográfica (línea de base):

Las variables que son importantes para describir la población de participantes se recopilarán al inicio del estudio, incluidas: edad; altura; sexo; exposición a familiares o amigos que usan una silla de ruedas manual.

Información física del participante (línea de base, después de la intervención y dos semanas después de la intervención):

Las variables físicas que se requieren para los procedimientos de prueba o que pueden influir en los resultados se medirán en cada punto de recopilación de datos, incluidos: peso; la fuerza de prensión; flexibilidad articular del miembro superior; y calificación de aptitud física autopercibida.

Evaluaciones:

Las mediciones se realizarán antes de la intervención (línea de base), cuatro semanas y 6 semanas después de la línea de base. Un evaluador capacitado administrará todas las evaluaciones.

Aleatorización:

A medida que los participantes se inscriban, serán asignados aleatoriamente a los grupos de entrenamiento, práctica o control basados ​​en el aprendizaje motor mediante un algoritmo de aleatorización.

Recopilación de datos:

Después de dar su consentimiento informado y demostrar aprobación para hacer ejercicio mediante una copia firmada por un médico del Examen médico de preparación para la actividad física (PARMED X) si es mayor de 69 años o el Cuestionario de preparación para la actividad física (PAR-Q+) si es menor de 69 años, los participantes completarán un Cuestionario de datos demográficos que incluye sexo, altura, peso, edad, estado físico general y experiencia en conducción manual.

Después de completar los cuestionarios, a los participantes se les colocará una silla de ruedas Elevation del tamaño adecuado (Instinct Mobility, Vancouver, BC). Se colocará a los participantes de modo que sus codos formen un ángulo de aproximadamente 100 grados cuando sus manos estén colocadas en la parte superior de la rueda mientras están sentados en la silla de ruedas. Para garantizar la coherencia entre los puntos de medición, los detalles del ajuste de la silla de ruedas se registrarán y reproducirán durante la prueba posterior para minimizar el sesgo. La rueda de medición instrumentada para recopilar variables cinéticas y temporales (SmartWheel -Three Rivers Holdings, Mesa, AZ) se intercambiará con la rueda derecha de la silla de ruedas y se aplicará una rueda ficticia adaptada a la inercia en el lado izquierdo de la silla de ruedas. La presión de los neumáticos se inflará al nivel recomendado de 100 psi.

Luego se realizará una prueba de arrastre para determinar la fuerza de arrastre del sistema del usuario de silla de ruedas en la cinta de correr (Max-Mobility). Durante la prueba de arrastre, el participante se sentará pasivamente en una silla de ruedas de laboratorio equipada, que está conectada por una cuerda a un transductor de fuerza. A una velocidad constante (1,1 m/s o 4,0 km/h), el ángulo de la máquina para correr se incrementará en 10 pasos (en un 0,5 % de pendiente), y en cada ángulo se determinará la fuerza de arrastre. Estas 10 medidas de fuerza se utilizarán para calcular la potencia de salida (PO) para cada ángulo de inclinación en la máquina para correr. Se utilizará una regresión lineal para determinar PO (calculado multiplicando la fuerza de arrastre por la velocidad según PO (W) = fuerza de arrastre (N) · velocidad de la correa (m/s)). La prueba de arrastre tarda aproximadamente 5 minutos en completarse.

Las correas de seguridad ubicadas a los costados de la caminadora para silla de ruedas se sujetarán al frente de la silla de ruedas Elevation (en el marco de metal sobre las ruedas giratorias delanteras). Antes de la recopilación de datos, los participantes tendrán cinco minutos para familiarizarse con la caminadora de la silla de ruedas y gradualmente alcanzarán la velocidad establecida de 1,1 m/s (4,0 km/h) que se utilizará para la recopilación de datos. Investigaciones anteriores han utilizado la velocidad de 1,1 m/s para pruebas biomecánicas porque es la velocidad mínima requerida para cruzar algunas intersecciones en los Estados Unidos. Para garantizar que todos los participantes realicen la misma cantidad de trabajo para las pruebas de evaluación, la potencia de salida se estandarizará a 0,15 W/kg con una inclinación del 0,7 % porque una inclinación del 0,7 % produjo resultados muy similares a los de una rueda sobre el suelo a velocidades de 4-6 km/h. Se aplicará resistencia al respaldo de la silla de ruedas a través de un sistema de poleas para garantizar que el PO sea de 0,15 W/kg. El costo de oxígeno de la propulsión de la silla de ruedas se ve afectado por el PO, por lo tanto, estandarizar el PO nos permite eliminar las diferencias en la fuerza de arrastre que resultan de las diferencias en el peso corporal y la configuración de la silla de ruedas. La estandarización del PO también tendrá en cuenta las variaciones en el peso de los participantes desde la prueba previa a la prueba posterior a la prueba posterior de un mes.

Una vez que el participante se sienta cómodo rodando en la caminadora, se le colocará la boquilla y el tapón nasal para el sistema de medición metabólica TrueOne 2400 de Parvo Medics. Se recopilarán diez minutos de datos de referencia (estado de reposo) para garantizar que los participantes respiren normalmente (es decir, que no hiperventilen) y que su valor de tasa de intercambio respiratorio sea adecuado (menos de 0,9). Luego, los participantes comenzarán a rodar con la velocidad aumentando gradualmente a 1,1 m/s, una vez que se alcance la velocidad alcanzada (aproximadamente 15 s), comenzarán los cinco minutos de recopilación de datos.

Característica cinética y espacio-temporal:

Los datos del SmartWheel se recopilarán a 240 Hz mediante un software patentado y se filtrarán mediante un filtro Butterworth de paso bajo de cuarto orden con una frecuencia de corte de 20 Hz. Las variables recopiladas con SmartWheel™ incluirán fuerzas tridimensionales, fuerza total (√(Fx2+Fy2+Fz2)), fuerza tangencial (fuerza que actúa sobre la propulsión hacia adelante), cadencia (ciclos/s), ángulo de empuje y velocidad.

Patrón de ruedas Se utilizarán dos sensores de posición Optotrak 3020 (NDI, Waterloo, ON) para registrar datos cinemáticos 2D en el plano sagital de la posición de la 3.ª articulación metacarpofalángica. El marcador colocado en la 3.ª articulación metacarpofalángica se utilizará para definir la estrategia de rueda para cada sujeto. Los datos cinemáticos se recopilarán a una frecuencia de muestreo de 200 Hz. Todos los datos se filtrarán utilizando un filtro Butterworth de paso bajo de 7 Hz de cuarto orden.

Análisis de los datos:

Los datos de ruedas cinéticas y cinemáticas se sincronizarán mediante un pulso de disparo externo, se dividirán en ciclos según el inicio de la fuerza aplicada al borde de empuje y se normalizarán en el tiempo al 100 % del ciclo. Los datos de los ciclos de ruedas que ocurren dentro del último minuto 5 se promediarán para cada participante.

Los perfiles de trayectoria de la mano de los ciclos de ruedas que ocurren dentro del último 5.º minuto se utilizarán para categorizar el patrón de ruedas en una de cuatro categorías. Dos investigadores, cegados a la asignación de grupos de participantes, clasificarán de forma independiente las estrategias de rueda según sus definiciones. Las estrategias de rueda se compararán entre dos investigadores para garantizar la coherencia.

Intervención de entrenamiento basado en el aprendizaje motor:

El entrenamiento basado en el aprendizaje motor será administrado por 1 entrenador. Tiene más de 6 años de experiencia en el estudio de la propulsión de sillas de ruedas y tiene experiencia brindando otra capacitación basada en ML relacionada con las habilidades de sillas de ruedas manuales y eléctricas. Tres voluntarios capacitados ayudarán con las pruebas previas y posteriores, así como con las pruebas de retención de un mes en un horario rotativo. Los voluntarios se someterán a 3 horas de capacitación sobre el protocolo de prueba. Se les pedirá a los participantes que participen en sesiones de capacitación individuales de 6 x 20 minutos durante un período de 3 semanas (2 sesiones por semana). Se seleccionaron seis sesiones porque se observaron mejoras en las variables biomecánicas en tan solo 12 minutos de entrenamiento; sin embargo, se observaron mejoras en la eficiencia del movimiento de otras habilidades continuas en 6 sesiones.

El entrenamiento basado en el aprendizaje motor se centrará en algunos de los conceptos básicos en el campo del aprendizaje motor. Los conceptos de aprendizaje motor incluirán práctica variable con respecto a la velocidad, retroalimentación (tanto intrínseca como extrínseca, pero centrada en lo extrínseco), retroalimentación centrada en tres variables principales (patrón de giro, velocidad de la mano al hacer contacto con el borde de empuje, ángulo de empuje), aprendizaje secuencial ( específicamente relacionado con el patrón de ruedas) e imágenes mentales (durante los descansos).

Intervención práctica:

La intervención práctica será administrada por 1 entrenador. Tiene más de 6 años de experiencia en investigación de propulsión manual de sillas de ruedas. Se les pedirá a los participantes que participen en sesiones de capacitación individuales de 6 x 20 minutos durante un período de 3 semanas (2 sesiones por semana). Se seleccionaron seis sesiones porque se observaron mejoras en las variables biomecánicas en tan solo 12 minutos de entrenamiento; sin embargo, se observaron mejoras en la eficiencia del movimiento de otras habilidades continuas en 6 sesiones.

Aunque la práctica general ofrece experiencia a través de la exposición y la repetición obtenida de la práctica se puede considerar como un elemento del aprendizaje motor, es importante determinar si hay un beneficio adicional en el entrenamiento uno a uno con énfasis en los principios del aprendizaje motor sobre lo que un individuo podría realizar por su cuenta. Se anticipa que ocurrirá algo de "aprendizaje motor" durante la intervención práctica, sin embargo, se postula que ocurrirá en menor medida.

Programación y equipos de entrenamiento y práctica basados ​​en el aprendizaje motor:

Para este estudio, la capacitación se llevará a cabo en Vancouver en el Centro Blusson de la Médula Espinal en el Laboratorio de Movilidad Humana. El Blusson Spinal Cord Center es un centro comunitario que cuenta con una clínica médica para la columna vertebral y varios laboratorios de investigación.

Grupo de control:

El grupo de control no recibirá ningún entrenamiento, pero se evaluará en los mismos puntos de tiempo que los grupos de intervención.

Otro:

Los participantes recibirán una breve descripción de la práctica o del entrenamiento basado en el aprendizaje motor, según a cuál de los dos grupos estén asignados, después de completar la prueba previa. Se informará a los participantes que hay un grupo de "entrenamiento basado en el aprendizaje motor" y "control", sin embargo, no se revelará el hecho de que estamos explorando dos tipos diferentes de entrenamiento para que el grupo de práctica no sienta que su entrenamiento es inferior. al grupo de entrenamiento basado en el aprendizaje motor.

Al finalizar la capacitación basada en la práctica o el aprendizaje motor, se les pedirá a los participantes que completen un cuestionario de salida abierto sobre lo que les gustó y lo que no les gustó de la capacitación y si pensaron que sería útil para un nuevo usuario de silla de ruedas.

Síntesis y análisis de datos:

Se sintetizarán estadísticas descriptivas para la información demográfica y física.

La eficacia del entrenamiento basado en el aprendizaje motor sobre el resultado primario (eficiencia mecánica bruta) y los resultados secundarios se estimarán mediante un análisis de varianza (ANOVA) factorial mixto de medidas repetidas de 3 x 3. Se utilizará un valor de p ajustado para corregir las comparaciones múltiples entre las características de referencia. Se utilizará una prueba de chi-cuadrado para determinar las diferencias en la variable categórica (técnica de propulsión) antes y después de la prueba en función de la exposición al entrenamiento. La significación será alfa = 0.05.