Voimakkaan polviortoosin vaikutukset polven pidennyksen puutteesta kärsivien lasten kävelykinematiikkaan

Erityiset tavoitteet:

Polven kinematiikan parantaminen kävelyn aikana heikkouden vuoksi kyyrystyneillä lapsilla auttaisi lieventämään tästä aiheutuvia haitallisia vaikutuksia - kipua, nivelten epämuodostumia, radiologisia poikkeavuuksia ja itsenäisen kävelyn menetystä.

Tämän protokollan ensisijainen tavoite on arvioida polviortoosin (Bionic Powerin kehittämä "Agilik") tehoa kävelyyn potilailla, joilla on kyyryskävely. Tutkijat keskittyvät erityisesti polven venytyksen parantamiseen asennon aikana potilailla, joilla on kyykkyasento.

Ensisijaiselle tavoitteelle on ominaista kaksi hypoteesia ja kaksi vastaavaa tavoitetta:

Hypoteesi 1: Agilikin käyttö lapsilla, joilla on kyykkyasento, parantaa välitöntä sagitaalitasoisen polven kinematiikkaa kävelyn aikana, keskittyen erityisesti polven ojentamiseen asentovaiheen aikana.

Tavoite 1: Käyttämällä liikkeensieppausta vertaamaan kvantitatiivisesti sagitaalitason polven kinematiikkaa ja Agilikilla suoritetun kävelyn temporaalis-spatiaalista mittausta ilman laitetta sekä potilaan tällä hetkellä käyttämillä henkseläillä/ortooseilla. Tämä tavoite antaa käsityksen Agilikin käytön välittömästä vaikutuksesta kyykistyksen kävelyominaisuuksien lieventämiseen.

Hypoteesi 2: Agilikin käyttö lapsilla, jotka kävelevät kyykkyssä useiden harjoitusten aikana, johtaa pysyvään polven venytyksen paranemiseen asentovaiheen aikana, vaikka lapsi kävelee paljain jaloin ilman Agilikin apua.

Tavoite 2: Vertaa sagittaalisen tason kinematiikkaa ja ajallisia ja spatiaalisia mittareita paljain jaloin kävelykokeiden välillä ortoositoimenpiteen alussa ja paljain jaloin kävelykokeiden välillä viimeisen ortoosiistunnon lopussa. Tämä tavoite antaa käsityksen kaikista ortoosin käytön jatkuvista/oppituista vaikutuksista, jotka johtavat muutokseen kävelykuvioissa, vaikka ortoosia ei käytetä.

Tausta, merkitys ja kirjallisuuskatsaus:

Lapset, joilla on diagnosoitu aivohalvaus (CP), spina bifida (SB) tai muu epätäydellinen selkäydinvamma (iSCI), kokevat usein epätyypillistä ja ongelmallista kävelyä, joka voi johtaa liikkuvuuden, itsenäisyyden ja elämänlaadun menettämiseen, jos sitä ei korjata. Vaikka jokainen lapsi, jolla on nämä diagnoosit, on ainutlaatuinen ja diagnoosi ilmenee kliinisesti eri tavoin, joitain erityisiä kävelypoikkeamia, kuten kyyryskäyminen, havaitaan yleisesti. Kyykistyskävelylle on tyypillistä liiallisen taipunut polvi kävelyn asentovaiheen aikana. Kyykistynyt asento vähentää lihasten kykyä pidentää polvea ja lantiota ja on huomattavasti vähemmän tehokas. Painovoiman vastainen (ojentaja) lihasheikkous voi myötävaikuttaa kyyryskävelyyn, erityisesti kohti suurempaa heikkenemistä iän myötä, koska lihasvoiman lisääntyminen ei pysy kehon kasvun tahdissa. Liikuntavammaisten riittävän voimatason saavuttaminen ja ylläpitäminen on haastavaa. Perinteinen nilkkatuki kompensoi heikkoutta tarjoamalla passiivista tukea ja johtaa usein näiden lihasten heikkouteen ajan myötä. On selvää, että tarvitaan tehokkaampia harjoitusstrategioita tai -laitteita, jotka voivat säilyttää tai mahdollisesti jopa lisätä voimaa jatkuvasti niille, joilla on kyykkykävely, ja siten auttaa ylläpitämään kävelytoimintoa.

Puettavia laitteita, jotka tarjoavat jonkinlaista ulkopuolista apua ja/tai tukea auttamaan henkilöä suorittamaan toiminnallisia tehtäviä, joita usein kutsutaan robottieksoskeletoneiksi, on yhä enemmän saatavilla koulutus-/apuvälineinä. Niiden käyttöä ja optimaalisten menetelmien määrittämiseksi tietyille potilasryhmille ei kuitenkaan vielä ole olemassa.

Tämän tutkimuksen ensisijainen tarkoitus on arvioida moottorikäyttöisen polviproteesin - Agilikin - tehokkuutta lasten kyykkykäymisen parantamisessa. Dynaamisten tai avustavien polvilaitteiden on osoitettu olevan tehokkaita kuntoutuspopulaatioissa, kuten selkäydinvammapotilaissa, ja ne voivat osoittautua hyödyllisiksi myös niille, joilla on kyykkykäytävä.

Tiedonkeruu:

Tämä on tutkimus avohoitopotilailla, joilla on kyykkyaskelu, jotta voidaan arvioida avustavan ortoosin (Agilik) tehokkuutta kyykistyskävelyn parantamiseksi. Tutkimus sisältää seitsemän osallistujavierailua kahden kuukauden aikana. Ensimmäinen käynti (käynti 1) on suostumus, kelpoisuusarviointi, sairaushistoria ja fyysinen tarkastus, hammasraudan valmistukseen käytettävä kipsi, joka kestää 2 tuntia. Jokaiselle osallistujalle räätälöidyn olkapääparin valmistus kestää noin 4 viikkoa. Toinen käynti (käynti 2) on Agilikin alkuasennus, viritys ja testaus kävelyn aikana, ja kestää enintään 4 tuntia. Laitteen virityksen helpottamiseksi hoitava fysioterapeutti (PT) työskentelee Bionic Powerin henkilökunnan kanssa vierailun 2 aikana optimoidakseen Agilikin vääntömomenttiprofiilin kävelyparametrien normalisoimiseksi. Jos osallistuja pystyy suorittamaan ~10 metrin kävelyreitin Agilikilla ilman toisen henkilön apua (mutta hänen liikkumisapuvälineillään, jos sitä käytetään tyypillisesti kävelyyn) toisella käynnillä, alustava tiedonkeruu kävellessään Agilikin kanssa ja perusolosuhteet , tapahtuu vierailulla 2 (taulukko 1) sekä lisäkävelyharjoituksia laitteen kanssa majoittumiseen, jotka kestävät enintään 4 tuntia. "Perusolosuhteet" viittaavat paljain jaloin ja minkä tahansa nykyisen tuen/ortoosin potilaskäyttöön. Jos osallistujien havaitaan olevan epävakaa Agilik-harjoittelun aikana, osallistujat käyttävät valjaita (Maxi Sky 2, Arjo, Malmö, Ruotsi) jatkaakseen harjoittelua Agilikilla. Maxi Sky 2 -järjestelmä tarkkailee osallistujia kävellessä ja suojaa heitä koskettamasta maata kaatuessa tukemalla heidän ruumiinpainoaan, jos heistä tulee epävakaa. Seuraavat neljä käyntiä (käynnit 3-6) helpottavat osallistujalle aikaa harjoitella Agilikilla ja tallentaa kävelykokeita, jotka kestävät enintään 2 tuntia. Agilik-kokeiden aikana polven ojennusapua tarjotaan myöhäisen swing- ja/tai asentovaiheen aikana. Apua ei anneta alku- ja puolivälissä. Viimeinen käynti (käynti 7) sisältää Agilik-harjoittelun ja kokeiden tallentamisen sekä toisen käynnin 1 aikana kerätyn paljasjalka- ja tuki-/ortoositilojen tallennuksen (katso taulukko 1 yhteenveto kunkin käynnin aikana tapahtuneista toiminnoista). . Jokaisella vierailulla, johon osallistujat osallistuvat, läsnä oleva PT haastattelee lyhyesti osallistujaa ja hänen perhettään selvittääkseen, onko edellisen vierailun jälkeen tapahtunut muutoksia, jotka osoittaisivat, että heidän osallistumisensa tutkimukseen tulisi keskeyttää ja/tai pitäisikö PT:n olla tietoinen. osallistumiseen liittyvistä kohonneista riskeistä. Jos osallistujan tila on muuttunut siten, että hän ei pysty täyttämään edellä mainittuja osallistumiskriteerejä, tarjotaan kaksi vaihtoehtoa: 1) osallistujan käyntiä voidaan siirtää myöhempään ajankohtaan, jotta potilas voi palautua alkuperäiseen tilaan, kun hän ilmoittautuu tutkimukseen, tai 2) osallistuja voi vetäytyä tutkimuksesta. Vaihtoehto 2 vaaditaan, jos tutkimusryhmä katsoo, että ei ole kohtuullista odottaa, että osallistuja palaa terveydentilaan, jossa hän pystyy täyttämään alkuperäiset osallistumiskriteerit kuukauden kuluessa edellisestä vierailustaan.

Kävelyarviointi sisältää passiivisia heijastavia merkkejä, jotka teipataan ihoon alaraajan jokaisessa segmentissä. Pintaelektromyografiaelektrodeja (EMG) käytetään mittaamaan lihasten aktiivisuutta kävelyn aikana. Liimapintaelektrodit (Delsys Inc., Boston, MA) asetetaan iholle lihasten päälle sen jälkeen, kun iho on valmistettu alkoholityynyllä. Koulutettu terapeutti asettaa elektrodit molemmin puolin polven ojentajalihaksiin, polven koukistuslihaksiin, nilkan dorsiflexor-lihaksiin ja nilkan jalkapohjan koukistuslihaksiin. Suoraan iholle asetetut EMG-elektrodityynyt eivät häiritse tuen toimintaa. Kunkin osallistujan kävelykokeiden aikana (mukaan lukien avojaloin, olemassa olevat kannattimet/ortoosit ja Agilik-olosuhteet) tutkijat keräävät 3D-kinemaattisia (liike-), voimalevy- ja pinnan EMG-tietoja kvantifioidakseen kävelykuvioita maanpäällisen kävelyn aikana. Liikuntabiomekaniikka kerätään laboratoriossa käyttämällä Qualisys-liikkeen sieppausjärjestelmää (Qualisys, Göteborg, Ruotsi) ja voimalevyjä (AMTI, Watertown, MA). Kaikissa kävelykokeissa koko tutkimuksen ajan osallistujat ohjataan kävelemään itse valitulla, mukavalla nopeudella. Heitä ohjataan kävelemään 10 m itse valitsemaansa tahtiin. Kun he saavuttavat 10 metrin päähän, he pysähtyvät, kääntyvät 180 astetta, odottavat ohjeen jatkamista ja palaavat sitten alkuperäiseen lähtöpisteeseen. Tätä prosessia toistetaan, kunnes vähintään viisi 10 metrin kävelyä on suoritettu ja tallennettu onnistuneesti.

Tietojen analysointi:

Saavuttaakseen tavoitteen 1 tutkijat vertaavat huippupolven kulmaa asennon aikana ja polven momenttiprofiileja asennon aikana sagitaalisessa tasossa olosuhteiden välillä. Yli 10°:n parannus polven pidentymisessä katsotaan kliinisen merkityksen kynnysarvoksi tutkimuksessa, jossa kyykistyneet lapset jaettiin kliinisiin luokkiin (lievä, keskivaikea tai vaikea) polvikulman 10°:n lisäyksen perusteella. Tutkijat vertaavat myös kunkin tilan temporaalisia ja spatiaalisia mittareita, mukaan lukien: askelnopeus, askelpituus, askelpituus, asennossa käytetty aika ja askelleveys. Tavoitteen 2 saavuttamiseksi paljain jaloin tehtyjä kokeita käynniltä 1 ja käynniltä 6 verrataan samojen edellä tavoitteen 1 mittareiden kanssa.

Vertaillakseen edellä mainittuja kävelyparametreja koehenkilöiden sisällä, mutta eri olosuhteissa (paljain jaloin, olemassa olevat henkselit/ortoosit ja Agilik) tutkijat tekevät parillisia t-testejä määrittääkseen tilastollisen merkitsevyyden kunkin parametrin keskiarvojen välillä (polvikulma ja kävelynopeus). Tutkijat käyttävät Bonferroni-korjausta ottaakseen huomioon useiden p-arvojen testauksen eri olosuhteissa. Tutkijat pitävät polven venytyksen lisäystä yli 10 astetta asennon aikana kliinisesti merkittävänä parannuksena. Vaikka otoskokomme on rajoitettu viiteen osallistujaan tässä tutkimuksessa, samankaltaisissa laitekeskeisissä kuntoutustutkimuksissa on käytetty samanlaisia ​​otoskokoja, ja niissä on pystytty havaitsemaan tilastollisesti merkittäviä muutoksia suurten vaikutuskokojen vuoksi. Näiden tutkimusten perusteella tutkijat odottavat pystyvänsä testaamaan hypoteeseja ja saavuttamaan tälle tutkimukselle asetetut tavoitteet.