Moottorioppimiseen perustuva pyörätuolin propulsiokoulutus vanhemmille aikuisille

Otoskoko:

Laskelmat johtivat 10 osallistujan otoskoon kussakin kolmesta ryhmästä merkitsevän eron havaitsemiseksi 80 %:n teholla merkitsevyystasolla 0,05 (G*Power 3,1). Puuttuvien tietojen ja seurannan menettämisen huomioon ottamiseksi otoskokoa kasvatettiin 15 % siten, että jokaisessa kolmessa ryhmässä on 12 osallistujaa, yhteensä 36 osallistujaa.

Osallistujien palkkiot:

• Kaikki osallistujat saavat 15 dollaria jokaisesta kolmesta testausistunnosta
• Osallistujat, jotka on satunnaistettu jompaankumpaan interventioryhmään (harjoittelu tai koulutus), saavat 5 dollaria/käynti (ilman testausistuntoa) matkakustannusten osittaiseksi korvaamiseksi.

Kelpoisuuden arviointi:

Tähän tutkimukseen osallistumisesta kiinnostuneiden osallistujien kelpoisuus seulotaan puhelimitse sen varmistamiseksi, että he täyttävät ikä- ja painovaatimukset, ettei heillä ole vammoja yläraajoissa ja että he ymmärtävät mahdollisen ajankäytön. Osallistujille kerrotaan, että heidän on täytettävä yksi kyselylomake vahvistaakseen kelpoisuutensa, kun he saapuvat ensimmäiselle tapaamiselleen. Osallistujat suorittavat Mini Mental Exam -tutkimuksen saatuaan tietoisen suostumuksen kognitiivisten heikentymien seulomiseen.

Demografiset tiedot (perustiedot):

Muuttujat, jotka ovat tärkeitä osallistujajoukon kuvaamisessa, kerätään lähtötilanteessa, mukaan lukien: ikä; korkeus; seksi; altistuminen perheenjäsenille tai ystäville, jotka käyttävät manuaalista pyörätuolia.

Fyysiset osallistujatiedot (perustilanne, toimenpiteen jälkeinen ja kaksi viikkoa toimenpiteen jälkeen):

Fyysiset muuttujat, joita vaaditaan testausmenettelyissä tai jotka voivat vaikuttaa tuloksiin, mitataan jokaisessa tiedonkeruupisteessä, mukaan lukien: paino; puristusvoima; yläraajan nivelten joustavuus; ja itse kokema fyysinen kuntoluokitus.

Arviot:

Mittaukset tehdään ennen interventiota (perustaso), neljä viikkoa ja 6 viikkoa lähtötilanteen jälkeen. Yksi koulutettu arvioija hoitaa kaikki arvioinnit.

Satunnaistaminen:

Kun osallistujat otetaan mukaan, heidät jaetaan satunnaisesti joko motoriseen oppimiseen perustuvaan koulutus-, harjoittelu- tai kontrolliryhmiin satunnaisalgoritmin avulla.

Tiedonkeruu:

Kun osallistujat ovat antaneet tietoisen suostumuksen ja osoittaneet suostumuksensa harjoitteluun lääkärin allekirjoittamalla kopiolla fyysisen toiminnan valmiustutkimuksesta (PARMED X) yli 69-vuotiaille tai fyysisen aktiivisuuden valmiuskyselystä (PAR-Q+) alle 69-vuotiaille, osallistujat täyttävät demografinen kyselylomake, joka sisältää sukupuolen, pituuden, painon, iän, yleisen kuntotason ja manuaalisen pyöräilykokemuksen.

Kyselylomakkeiden täyttämisen jälkeen osallistujat laitetaan sopivan kokoiseen Elevation-pyörätuoliin (Instinct Mobility, Vancouver, BC). Osallistujat varustetaan siten, että heidän kyynärpäänsä muodostavat noin 100 asteen kulman, kun heidän kätensä asetetaan pyörän yläosaan heidän istuessaan pyörätuolissa. Mittauspisteiden johdonmukaisuuden varmistamiseksi pyörätuolin kiinnityksen yksityiskohdat tallennetaan ja toistetaan jälkitestauksen aikana vinojen minimoimiseksi. Instrumentoitu mittapyörä kineettisten ja ajallisten muuttujien keräämiseksi (SmartWheel -Three Rivers Holdings, Mesa, AZ) vaihdetaan pyörätuolin oikeanpuoleiseen pyörään ja pyörätuolin vasemmalle puolelle asennetaan inertiaan sovitettu nukenpyörä. Rengaspaineet täytetään suositellulle tasolle 100 psi.

Tämän jälkeen suoritetaan vastustesti pyörätuolin käyttäjän järjestelmän vastusvoiman määrittämiseksi juoksumatolla (Max-Mobility). Vetotestin aikana osallistuja istuu passiivisesti laboratoriopyörätuolissa, joka on yhdistetty köydellä voimaanturiin. Vakionopeudella (1,1 m/s tai 4,0 km/h) juoksumaton kulmaa kasvatetaan 10 askelta (0,5 %:n asteella), ja jokaisella kulmalla määritetään vastusvoima. Näitä 10 voimamittausta käytetään laskettaessa tehoa (PO) kullekin juoksumaton kaltevuuskulmalle. PO:n määrittämiseen käytetään lineaarista regressiota (lasketaan kertomalla vastusvoima nopeudella PO:n (W) = vastusvoima (N) · hihnan nopeus (m/s) mukaisesti). Vetotestin suorittaminen kestää noin 5 minuuttia.

Pyörätuolin juoksumaton sivuilla sijaitsevat turvahihnat kiinnitetään Elevation-pyörätuolin etuosaan (etupyörien yläpuolelle metallirunkoon). Ennen tiedonkeruuta osallistujilla on viisi minuuttia aikaa tutustua pyörätuolin juoksumattoon ja heidät nostetaan vähitellen asetettuun 1,1 m/s (4,0 km/h) nopeuteen, jota käytetään tiedonkeruussa. Aiemmat tutkimukset ovat käyttäneet 1,1 m/s nopeutta biomekaanisessa testauksessa, koska se on vähimmäisnopeus, joka vaaditaan joidenkin risteysten ylittämiseen Yhdysvalloissa. Sen varmistamiseksi, että kaikki osallistujat tekevät saman määrän työtä testauskokeissa, teho standardoidaan arvoon 0,15 W/kg 0,7 %:n kaltevuudella, koska 0,7 %:n kaltevuus tuotti eniten samankaltaisia ​​tuloksia kuin maan päällä ajettaessa nopeuksilla 4-6 km/h. Pyörätuolin selkänojaan kohdistetaan vastus hihnapyöräjärjestelmän avulla sen varmistamiseksi, että PO on 0,15 W/kg. Pyörätuolin propulsion happikustannuksiin vaikuttaa PO, joten PO:n standardoiminen antaa meille mahdollisuuden poistaa erot vetovoimassa, jotka johtuvat eroista kehon painossa ja pyörätuolin kokoonpanossa. PO:n standardointi ottaa huomioon myös osallistujien painon vaihtelut esitestauksesta jälkitestaukseen ja kuukauden jälkeiseen testaukseen.

Kun osallistuja on mukava pyöräillä juoksumatolla, parvo Medicsin TrueOne 2400 aineenvaihduntamittausjärjestelmän suukappale ja nenätulppa asennetaan yksilöön. Kymmenen minuutin perustiedot (lepotila) kerätään sen varmistamiseksi, että osallistujat hengittävät normaalisti (eli eivät hyperventiloi) ja heidän hengitysvaihtosuhteensa arvo on sopiva (alle 0,9). Tämän jälkeen osallistujat aloittavat pyöräilyn nopeuden noustessa vähitellen 1,1 m/s:iin, kun saavutettu nopeus (noin 15 s) on saavutettu, viiden minuutin tiedonkeruu alkaa.

Kineettinen ja tila-ajallinen ominaisuus:

SmartWheelin tiedot kerätään 240 Hz:n taajuudella patentoidulla ohjelmistolla ja suodatetaan käyttämällä 4. asteen alipäästö-Butterworth-suodatinta, jonka rajataajuus on 20 Hz. SmartWheel™-laitteella kerättyihin muuttujiin kuuluvat kolmiulotteiset voimat, kokonaisvoima (√(Fx2+Fy2+Fz2)), tangentiaalinen voima (eteenpäin kulkevaan propulsioon vaikuttava voima), poljinnopeus (syklit/s), työntökulma ja nopeus.

Pyöräilykuvio Kahta Optotrak 3020 (NDI, Waterloo, ON) asentoanturia käytetään tallentamaan sagitaalitasoisia 2D-kinemaattisia tietoja 3. kämppäfalangeaalinivelen sijainnista. Kolmannelle kämmenten nivelelle asetettua merkkiä käytetään määrittämään kullekin tutkittavalle pyöräilystrategia. Kinemaattista tietoa kerätään 200 Hz:n näytteenottotaajuudella. Kaikki tiedot suodatetaan käyttämällä neljännen järjestyksen, 7 Hz alipäästö Butterworth-suodatinta.

Tietojen analysointi:

Kineettiset ja kinemaattiset pyöräilytiedot synkronoidaan ulkoisella laukaisupulssilla, jaetaan sykleihin työntövanteen kohdistuvan voiman alkamisen perusteella ja normalisoidaan ajallisesti 100 %:iin syklistä. Viimeisen viidennen minuutin aikana tapahtuneiden pyöräilysyklien tiedoista lasketaan keskiarvo jokaiselle osallistujalle.

Viimeisen viidennen minuutin aikana tapahtuvien pyöräilysyklien käden liikerataprofiileja käytetään luokittelemaan pyöräilykuvio johonkin neljästä kategoriasta. Kaksi tutkijaa, jotka ovat sokeutuneet osallistujien ryhmien jakamiseen, luokittelevat itsenäisesti pyöräilystrategiat määritelmiensä mukaisesti. Pyöräilystrategioita verrataan kahden tutkijan välillä johdonmukaisuuden varmistamiseksi.

Motoriseen oppimiseen perustuva koulutusinterventio:

Moottorioppimiseen perustuvaa koulutusta johtaa 1 valmentaja. Hänellä on yli 6 vuoden kokemus pyörätuolin käyttövoiman opiskelusta ja hänellä on kokemusta muun ML-pohjaisen koulutuksen järjestämisestä käsin ja sähköpyörätuolin taitoihin liittyen. Kolme koulutettua vapaaehtoista avustaa esi- ja jälkitestauksissa sekä yhden kuukauden säilytystestauksessa kiertävässä aikataulussa. Vapaaehtoiset saavat 3 tunnin koulutusta testausprotokollasta. Osallistujia pyydetään osallistumaan 6 x 20 minuutin henkilökohtaisiin harjoituksiin 3 viikon aikana (2 kertaa viikossa). Kuusi harjoituskertaa on valittu, koska biomekaanisten muuttujien parannuksia on havaittu jo 12 minuutin harjoittelun aikana, mutta muiden jatkuvien taitojen liiketehokkuuden paranemista on havaittu kuuden harjoituksen aikana.

Motoriseen oppimiseen perustuvassa koulutuksessa keskitytään joihinkin motorisen oppimisen alan ydinkäsitteisiin. Motorisen oppimisen käsitteet sisältävät vaihtelevan harjoittelun nopeuden suhteen, palautetta (sekä sisäistä että ulkoista, mutta keskittyen ulkoiseen), kolmeen päämuuttujaan keskittyvää palautetta (pyöräilykuvio, käden nopeus koskettaessa työntövannetta, työntökulma), peräkkäistä oppimista ( jotka liittyvät erityisesti pyöräilymalliin) ja mielikuvat (lepotaukojen aikana).

Harjoittele interventiota:

Harjoitusintervention johtaa 1 valmentaja. Hänellä on yli 6 vuoden kokemus manuaalisen pyörätuolin propulsiotutkimuksesta. Osallistujia pyydetään osallistumaan 6 x 20 minuutin henkilökohtaisiin harjoituksiin 3 viikon aikana (2 kertaa viikossa). Kuusi harjoituskertaa on valittu, koska biomekaanisten muuttujien parannuksia on havaittu jo 12 minuutin harjoittelun aikana, mutta muiden jatkuvien taitojen liiketehokkuuden paranemista on havaittu kuuden harjoituksen aikana.

Vaikka yleisharjoittelu tarjoaa kokemusta altistumisen kautta ja harjoituksesta saatua toistoa voidaan pitää osana motorista oppimista, on tärkeää määrittää, onko henkilökohtaisesta harjoittelusta lisähyötyä, jossa korostetaan motorisen oppimisen periaatteita. henkilö voisi esiintyä itsenäisesti. On odotettavissa, että jonkin verran "motorista oppimista" tapahtuu harjoituksen aikana, mutta oletetaan, että sitä tapahtuu pienemmässä määrin.

Moottorioppimiseen perustuva koulutus ja harjoitusten aikataulut ja varusteet:

Tätä tutkimusta varten koulutus järjestetään Vancouverissa Blusson Spinal Cord Centerissä Human Mobility Laboratoryssa. Blusson Spinal Cord Center on yhteisöllinen laitos, jossa on selkärangan lääketieteellinen klinikka sekä useita tutkimuslaboratorioita.

Kontrolliryhmä:

Kontrolliryhmä ei saa koulutusta, vaan se testataan samaan aikaan kuin interventioryhmät.

Muuta:

Osallistujat saavat esitestauksen jälkeen lyhyen yleiskatsauksen harjoittelusta tai motoriseen oppimiseen perustuvasta koulutuksesta riippuen siitä, kumpaan kahdesta ryhmästä heidät on määrätty. Osallistujille ilmoitetaan, että on olemassa "motoriseen oppimiseen perustuva koulutus" ja "kontrolli" ryhmä, mutta sitä tosiasiaa, että tutkimme kahta erilaista koulutusta, ei julkisteta, jotta harjoitusryhmä ei kokisi koulutustaan ​​huonommaksi. motoriseen oppimiseen perustuvaan koulutusryhmään.

Harjoittelun tai motoriseen oppimiseen perustuvan koulutuksen päätyttyä osallistujia pyydetään täyttämään avoin poistumiskysely siitä, mistä he pitivät ja mistä koulutuksessa eivät pitäneet ja oliko heidän mielestään hyötyä uudelle pyörätuolin käyttäjälle.

Tietojen synteesi ja analysointi:

Kuvailevat tilastot syntetisoidaan demografisia ja fyysisiä tietoja varten.

Motorisen oppimiseen perustuvan koulutuksen tehokkuus ensisijaiseen tulokseen (bruttomekaaninen tehokkuus sekä toissijaiset tulokset arvioidaan käyttämällä 3 x 3 sekoitettua toistuvaa varianssianalyysiä (ANOVA). Säädettyä p-arvoa käytetään korjaamaan useita perusominaisuuksien vertailuja. Khin-neliötestiä käytetään erojen määrittämiseen kategorisessa muuttujassa (propulsiotekniikka) ennen ja jälkeen tehtävässä testauksessa harjoittelun altistumisen perusteella. Merkitys on alfa = 0,05.