Liikkeen uudelleenkoulutuksen vaikutukset alaraajojen biomekaniikkaan

Satunnaistettua, kontrolloitua tutkimussuunnitelmaa ja jonotuslistaa käytetään tutkimaan 10 viikon kävelyn uudelleenharjoittelun vaikutuksia polven adduktioon. Osallistujat jaetaan satunnaisesti joko interventioryhmään tai kontrolliryhmään. Interventioryhmä jaetaan edelleen kahteen ryhmään. Toinen ryhmä koostuu osallistujista, jotka vähensivät polven adduktiomomenttia (KAM) eniten muuttuneella jalkakäytävällä, ja toinen koostuu osallistujista, jotka vähentävät KAM:ia tehokkaimmin vartalon laihalla kävelyllä esiarvioinnin aikana. Osallistujat suorittavat sitten 8 kävelyn uudelleenharjoittelua 8 viikon aikana (yksi istunto viikossa) käyttämällä joko erityistä kävelynmuutosstrategiaansa (interventio) tai normaalia kävelyään (kontrolli). Osana jonotuslistan suunnittelua 10 viikon kuluttua kontrolliryhmään nimetyt potilaat määrätään uudelleen heidän aiemmin määritettyyn potilaskohtaiseen kävelynmuutosinterventioon. Tavoitteena on minimoida kuluminen ja suurentaa tehollista otoskokoa.

Saapuessaan laboratorioon osallistujien tulee lukea ja allekirjoittaa tietoinen suostumuslomake. Osallistujan pituus ja paino kirjataan. Kipu ja toiminta arvioidaan käyttämällä Western Ontario and McMaster Universities Arthritis (WOMAC) -kyselylomaketta ja numeerista arviointiasteikkoa (NRS) nollasta 10:een, jossa nolla tarkoittaa, ettei kipua ole ja 10 on suurin kivun taso. Tässä tutkimuksessa kokeellinen raaja määritellään jalkaksi, jossa on diagnosoitu oireinen TFJ OA, tai oireellisin raaja kahdenvälisen OA:n tapauksessa. Osallistujat varustetaan neljällä pintaelektromyogrammilla (sEMG), jotka asetetaan kokeellisen raajan rectus femorikselle, vastus medialis-, bicep femorikselle ja semitendinosukselle. EMG-antureita käytetään lihastoiminnan tallentamiseen perustestin aikana. Osallistujien vartaloon ja alaraajoihin kiinnitetään sitten 53 heijastavaa merkkiä. VICON-liikkeensieppausjärjestelmän staattinen kalibrointikoe hankitaan siten, että osallistujat seisovat etummaisella voimalevyllä molemmat jalat laboratorion anterior-posterior-akselin kanssa. Osallistujat suorittavat myös dynaamisen kalibroinnin suorittamalla kolme lonkan kiertoa myötäpäivään, joita käytetään arvioimaan lonkkanivelkeskuksia. Osallistujat suorittavat sitten 5 perusviivakävelykoetta ja 6 metrin kävelytien haluamallaan nopeudella. Osallistujien tulee kävellä 12 minuuttia juoksumatolla, ja lisätiedot tallennetaan. Tämän jälkeen osallistujien on suoritettava 9 ehtoa muuttuneella jalkakäytävällä tai vartalon laihalla kävelyllä määrittääkseen, mikä strategia on tehokkain vähentämään KAM:ia. Osallistujat saavat ensin standardoidut suulliset ohjeet, kuinka ohjattu kävelymuutos saavutetaan. Osallistujille tarjotaan sitten haptista reaaliaikaista biopalautetta sen varmistamiseksi, että he saavuttavat onnistuneesti vaaditun askeleen muutoksen. Viconissa kerätyt kinemaattiset tiedot striimataan Matlabiin (Mathworks, Natick, MA) liitoskulmien reaaliaikaista laskentaa varten. Osallistujat saavat palautetta kosketusantureista, jotka on kiinnitetty hypoallergeenisella kaksipuolisella teipillä joko pohjeluun lateraaliseen-proksimaaliseen osaan (jalan eteneminen) tai lapaluun keskelle (vartalon lateraalinen kaltevuus). Yksi värähtely ilmaisee vaaditun laskun tavoitekäyräparametrissa, kun taas kaksi värähtelyä ilmaisee vaaditun lisäyksen. Jokaisesta vaiheesta annetaan palautetta, eikä tärinää osoita, ettei korjausta tarvita. Kokeen katsotaan olevan kelvollinen vain, jos osallistuja kosketti täysin voimalevyjä kahdesti kokeellisen raajan jalan kanssa ja muutettu parametri oli määrätyllä tavoitealueella. Lisäksi osallistujien on säilytettävä keskimääräinen kävelynopeus ±5 % suhteessa perusviivaan, jotta kokeet katsottaisiin onnistuneiksi. Perustilan istunnossa suoritettava muutos satunnaistetaan kullekin osallistujalle. Kun nämä kokeet on saatu päätökseen, osallistujat palaavat laboratorioon saman viikon kuluessa suorittamaan 5 lisäperuskoetta ja kolme koetta niistä kävelymuutoksista, joita he eivät tehneet ensimmäisenä päivänä. Jokainen perustietojen keruuistunto kestää noin tunnin.

Osallistujat jaetaan sitten satunnaisesti joko interventioryhmään tai kontrolliryhmään. Interventioryhmä jaetaan edelleen kahteen ryhmään. Toinen ryhmä koostuu osallistujista, jotka vähensivät KAM:ia eniten, jos jalkakäyrä on muuttunut, ja toinen koostuu osallistujista, jotka vähentävät KAM:ia tehokkaimmin vartalon laihalla kävelyllä. Osallistujat suorittavat sitten 8 kävelyn uudelleenharjoittelua 8 viikon aikana (yksi istunto viikossa) käyttämällä joko erityistä kävelynmuutosstrategiaansa (interventio) tai normaalia kävelyään (kontrolli). Uudelleenkoulutusistuntojen aikana osallistujat kävelevät Woodway Desmo -juoksumatolla (Woodway, Waukesha, WI), joka on sijoitettu kalibroidun tilavuusalueen (noin 0,5 x 1,5 metriä) keskelle. Kolmen kameran nopeaa liikeanalyysijärjestelmää (Vicon, Oxford, Englanti) käytetään 200 Hz:n näytteenotossa kävelykinematiikkaan. Ilmoitetut anatomiset maamerkit (joko C7 ja T10 tai posterior calcaneus ja 2. jalkapöydän falangeaalinivel) merkitään ultraviolettikynällä, joka mahdollistaa näkyvyyden viikon ajan, ja ne asetetaan uudelleen seuraavilla käynneillä. Tämä parantaa merkkien sijoittelun toistettavuutta kävelyn uudelleenkoulutusvaiheen aikana. Viiden minuutin dynaaminen lämmittely järjestetään ennen jokaisen kävelyn uudelleenharjoittelun alkamista; Osallistujat kävelevät sitten yksilöllisen kävelynmuutosstrategiansa kanssa 20 minuuttia. Osallistujille annetaan haptista palautetta samalla tavalla kuin yksilöintivaiheessa, tai he jatkavat kävelyä ilman palautetta. Häipyvä palautesuunnittelu otetaan käyttöön istuntojen välillä asteittain integroimaan tehtävien hankkiminen ja siirtäminen ja helpottamaan opitun taidon sisäistämistä. Kahden ensimmäisen viikon aikana reaaliaikainen biofeedback (RTB) toimitetaan joka vaiheessa. Kolmannella ja neljännellä viikolla RTB:tä tarjotaan kokeellisen jalan ensimmäisillä 3 jalkaiskulla ja pidätetään neljännellä, mikä tarkoittaa 25 %:n alennusta. Viidennen ja kuudennen viikon aikana annetaan palautetta vuorottelevista jalkaiskuista, jotka vähentävät RTB-taajuuden jakelua 50 prosenttiin. Kahden viimeisen kävelyviikon aikana palautetta ei anneta ensimmäisistä kolmesta vaiheesta, mutta se toimitetaan neljännessä vaiheessa, jolloin RTB-taajuus pienenee 25 prosenttiin.

Kävelyuudelleenharjoitteluistuntojen välillä koehenkilöitä ohjataan harjoittelemaan hankkimaansa kävelystrategiaa itsenäisesti laboratorioistunnon ulkopuolella, mikä tapahtuu palautteen puuttuessa. Heitä opastetaan harjoittelemaan vähintään 10 minuuttia päivässä, ja heille toimitetaan viikoittaiset aktiviteettilokit, joihin kirjataan vuorokaudenaika ja harjoittelumäärä joka päivä kahdeksan viikon uudelleenkoulutuksen aikana. Harjoituslokit toimitetaan viikoittain. Maan päällä kävelyanalyysi ja 12 minuuttia juoksumatolla kävelyä suoritetaan viikolla 4 (ensimmäinen jälkitesti) ja 9 (2. jälkitesti) toimenpiteen aikana taitojen hankkimisen seuraamiseksi. Tämä testi on sama kuin peruskokeet, mutta osallistujia ohjeistetaan kävelemään käyttämällä vain heidän erityistä kävelynmuutosstrategiaansa. Palautetta ei anneta minkään taitojen hankkimis- tai säilytystestin aikana. Seurantatestit tehdään yhden, kolmen ja kuuden kuukauden kuluttua sekä vuoden kuluttua interventiosta, jotta mitataan määrättyjen kävelymuutosten säilymistä.