Sonomyografinen yläraajojen proteesit: uusi paradigma

Erityinen tavoite 1: Vertaa sonomyografiaa ja myoelektristä suoraa ohjausta Tutkijat haluaisivat testata nollahypoteesia, jonka mukaan ei ole eroa suorituskyvyssä virtuaaliympäristössä ja kliinisissä tulosmitoissa sonomyografisen ja suoran myoelektrisen ohjauksen välillä tilanvaihdolla.

Osallistujat: Tutkijat rekrytoivat yhteensä 10 yksipuolista transradiaalista amputoitua osallistuja- ja poissulkemiskriteerien perusteella. Nämä osallistujat eivät ole naiivia käyttäessään myoelektrisiä proteeseja. Tämä tutkimus keskittyy transradiaalisiin amputoituihin potilaisiin, jotka edustavat suurinta käyttäjäpopulaatiota.

Protokolla:

Kun tietoinen suostumus on saatu, tutkijat suorittavat potilaan toiminnallisuuden perusarvioinnin käyttämällä Orthotics and Prosthetics User Survey Upper Extremity Functional Status (OPUS-UEFS) -tutkimusta. Sitten koehenkilöt satunnaistetaan joko kokeelliseen ensimmäiseen ryhmään (sonomyografiakontrolli) tai tavalliseen ensimmäiseen ryhmään (suora kontrolli). Koehenkilöt testataan käyttämällä molempia ohjausjärjestelmiä kaksi kertaa kaksi AB/BA-ristikytkentämallin mukaisesti.

Sonomyografinen järjestelmä sisältää mittatilaustyönä tehdyn testipistorasian, joka sisältää ultraäänimuuntimet ja ohjaa TASKA-proteesia. Suora ohjausjärjestelmä sisältää mittatilaustyönä asennetun testipistorasian, joka sisältää kaksipaikkaiset elektrodit ja ohjaa TASKA-proteesikättä. Kaikki pistorasian kiinnitykset suorittaa piirilevyn sertifioitu proteesilääkäri osana tätä tutkimusta.

Sonomyografiajärjestelmään soveltuvansa kokeellisen ensimmäisen ryhmän koehenkilöt käyvät läpi 4 tunnin normaalin toimintaterapiakoulutuksen sertifioidulta terapeutilta. Koulutus jakautuu kahdelle päivälle ja harjoituksia on 2 tuntia päivässä. Jokaisen harjoitustunnin päätteeksi koehenkilöt suorittavat Fitts' Law -tehtävän virtuaaliympäristössä. Tehtävä sekä ensisijaiset ja toissijaiset tulosmitat on kuvattu alla. Kun koulutus on suoritettu, koehenkilöt arvioidaan käyttämällä sarjaa primaarisia ja toissijaisia ​​kliinisiä tulosmittauksia, kuten alla on kuvattu. Lopuksi koehenkilöt suorittavat Trinity Amputation and Prothesis Scales - Revised (TAPES-R) -osan Tyytyväisyys proteeseihin arvioidakseen tyytyväisyyttä sonomyografiajärjestelmään. 4 viikon pesujakson jälkeen koehenkilöt siirtyvät standardijärjestelmään. Koehenkilöt varustetaan suoralla ohjausjärjestelmällä, ja he käyvät läpi samat koulutus- ja testausmenettelyt, jotka on kuvattu edellä.

Ensimmäisen Standard-ryhmän koehenkilöt koulutetaan ja testataan ensin suoralla ohjausjärjestelmällä ja sitten siirrytään sonomyografiajärjestelmään.

Yksityiskohdat Fitts' Law -tehtäväpöytäkirjasta:

Koehenkilöt siirtävät raajansa johonkin neljästä asennosta näytöllä näkyvän näytön jälkeen (Kuva 16 tutkimusstrategiassa). Jokaisen kohdeasennon saavuttaminen vaatii eri määrän olkapään sieppausta. Kun osallistujat ovat saavuttaneet vaaditun raajan asennon, renkaan muotoinen kohde näytetään. Koehenkilöt käyttävät proteesejaan suorittaakseen Fittsin lain tehtävän, joka sisältää renkaan muotoisen kursorin paikan ja koon ohjaamisen kohteen vastaamiseksi. Fittsin lain tehtävässä on yksi, kaksi tai kolme vapausastetta, jossa jokainen vapausaste on kartoitettu tiettyyn motoriseen tarkoitukseen. Esimerkiksi ranteen taipuminen voi ohjata kursorin liikettä vaakasuuntaisesti, pronaatio/supinaatio voi ohjata kursorin liikettä pystysuunnassa ja käden avaaminen/sulkeminen voi ohjata kohdistimen sädettä. Koehenkilöt voivat aktivoida vapausasteita peräkkäin tai samanaikaisesti.

Renkaan leveyttä (W) ja etäisyyttä (D) kursorin alkupaikasta muutetaan kuuden vaikeusindeksin luomiseksi ID = log2(1+ D/W) mukaisesti. Kohteen monimutkaisuustasoja on kolme, jotka perustuvat vapausasteiden lukumäärään, jotka on aktivoitava tehtävän saavuttamiseksi (eli yhden vapausasteen kohteet vaativat aktiivisuutta vain yhdessä vapausasteessa jne.). Jokainen mahdollinen vaikeustasojen (6) ja tavoitekompleksisuuksien (3) yhdistelmä toistetaan 3 kertaa raajan asentoa kohti.

Koehenkilöillä on 10 sekuntia aikaa osua maaliin ja pitää kaksi sekuntia, tai yritys katsotaan epäonnistuneen. 12 sekunnin kuluttua näytössä näkyy seuraava kohde.

Tietojen analysointi:

Tiedot arvioidaan suorituskyvyn jakautumisen ja vaihtelun määrittämiseksi eri proteesijärjestelmien sisällä ja välillä. Tutkijat testaavat, ovatko sonomyografia ja suora ohjausjärjestelmä samanarvoisia käyttämällä ensisijaisia ​​tulosmittauksia. Myös toissijaisia ​​tulosmittauksia tutkitaan, jotta saataisiin tarkempi käsitys järjestelmien suorituskyvyn eroista. Jos OPUS-UEFS:ää käytettävissä toiminnallisissa perusmittauksissa havaitaan merkittäviä eroja, tutkijat tekevät ositettuja analyyseja ensisijaisesta ja toissijaisesta tulosmittauksestamme.

Erityinen tavoite 2. Vertaa sonomyografiaa ja muodontunnistusta nopeuden ohjauksella. Osallistujat: Tutkijat värväävät yhteensä 6 yksipuolista transradiaalista amputoitua edellä mainittujen sisällyttämistä ja poissulkemista koskevien kriteerien perusteella. Nämä osallistujat ovat kokeneita myoelektrisen kuviontunnistusohjauksen (IBT Sense) käyttäjiä. Tämä tutkimus keskittyy transradiaalisiin amputoituihin potilaisiin, jotka edustavat suurinta käyttäjäpopulaatiota.

Protokolla:

Kun tietoinen suostumus on saatu, tutkijat suorittavat potilaan toiminnallisuuden perusarvioinnin käyttämällä Orthotics and Prosthetics User Survey Upper Extremity Functional Status (OPUS-UEFS) -tutkimusta. Sitten koehenkilöt satunnaistetaan joko kokeelliseen ensimmäiseen ryhmään (sonomyografiakontrolli) tai tavalliseen ensimmäiseen ryhmään (kuviontunnistuskontrolli). Koehenkilöt testataan käyttämällä molempia ohjausjärjestelmiä kaksi kertaa kaksi AB/BA-ristikytkentämallin mukaisesti.

Sonomyografinen järjestelmä sisältää mittatilaustyönä tehdyn testipistorasian, joka sisältää ultraäänimuuntimet ja ohjaa TASKA-proteesia. Kaikki pistorasian kiinnitykset suorittaa piirilevyn sertifioitu proteesilääkäri osana tätä tutkimusta. Kuviontunnistusjärjestelmä sisältää potilaan kliinisesti määrätyn pistorasian ja kaupallisesti saatavan kuviontunnistusteknologian (IBT Sense). Kuviontunnistusjärjestelmää ei asenneta osaksi tätä tutkimusta, koska koehenkilöt ovat jo koulutettuja käyttäjiä ennen tutkimukseen ilmoittautumista.

Sonomyografiajärjestelmään soveltuvansa kokeellisen ensimmäisen ryhmän koehenkilöt käyvät läpi 4 tunnin normaalin toimintaterapiakoulutuksen sertifioidulta terapeutilta. Koulutus jakautuu kahdelle päivälle ja harjoituksia on 2 tuntia päivässä. Jokaisen harjoitustunnin päätteeksi koehenkilöt suorittavat Fitts' Law -tehtävän virtuaaliympäristössä. Tehtävä sekä ensisijaiset ja toissijaiset tulosmitat on kuvattu alla. Kun koulutus on suoritettu, koehenkilöt arvioidaan käyttämällä sarjaa primaarisia ja toissijaisia ​​kliinisiä tulosmittauksia, kuten alla on kuvattu. Lopuksi koehenkilöt suorittavat Trinity Amputation and Prothesis Scales - Revised (TAPES-R) -osan Tyytyväisyys proteeseihin arvioidakseen tyytyväisyyttä sonomyografiajärjestelmään. 4 viikon pesujakson jälkeen koehenkilöt siirtyvät standardijärjestelmään. Koehenkilöille ei suoriteta koulutusta, vaan heidät testataan välittömästi hahmontunnistusjärjestelmällä käyttäen sekä Fittsin lain tehtävää että kliinisiä tulosmittauksia.

Ensimmäisen Standard-ryhmän koehenkilöt testataan ensin hahmontunnistusjärjestelmällä ja sitten siirrytään sonomyografiajärjestelmään.

Tietojen analysointi:

Tiedot arvioidaan suorituskyvyn jakautumisen ja vaihtelun määrittämiseksi eri proteesijärjestelmien sisällä ja välillä. Tutkijat testaavat, ovatko sonomyografia- ja hahmontunnistuksen ohjausjärjestelmät vastaavat ensisijaisilla tulosmittauksilla. Myös toissijaisia ​​tulosmittauksia tutkitaan, jotta saataisiin tarkempi käsitys järjestelmien suorituskyvyn eroista. Jos OPUS-UEFS:ää käytettävissä toiminnallisissa perusmittauksissa havaitaan merkittäviä eroja, tutkijat tekevät ositettuja analyyseja ensisijaisesta ja toissijaisesta tulosmittauksestamme.