Sähkökäyttöinen proteesi käytettäväksi TF-osseointegraatio-vastaanottimien kanssa

Tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida toiminnallista liikkuvuutta, ei-painoa kantavaa hermoston hallintaa ja käyttäjien tyytyväisyyttä henkilöiltä, ​​joilla on yksipuolinen transfemoraalinen amputaatio ja jotka ovat saaneet luuintegraatiota (OI) ja kohdennettua lihasten uudelleenhermotusta (TMR) samalla kun he liikkuvat täysin sähkökäyttöinen proteesi.

Oletuksena on, että OI näyttää koetut hyödyt osallistujille, mukaan lukien: 1) proteesin pienempi paino, koska OI-liitäntä on turvallisempi perinteiseen pistorasiaan verrattuna, 2) pienempi energiankulutus liikkumisen ja siirtymien aikana ja 3) elektromyografia (EMG) signaalit ovat laadukkaampia ja kestävämpiä kuin signaalit, jotka mitataan pistorasiasta, mikä mahdollisesti mahdollistaa parempien kuviontunnistusohjattujen proteesien tulevaisuuden laitesuunnittelussa ja tutkimuksissa.

Ennen leikkausta amputoidut osallistujat vierailevat laboratoriossa jopa 3 kertaa pistorasian sovittamiseksi ja enintään 7 kertaa harjoittelemaan sähkökäyttöisen proteesin käyttöä ja keräämään kokeellisia tietoja. Istunnon välillä ei ole aikarajoitusta ja jokainen istunto kestää enintään 4 tuntia.

Tavoite 1: Leikkausta edeltävä sovitus ja sähkökäyttöisen jalkaproteesin koulutus:

Osallistujat sopivat räätälöityyn instrumentoituun pistorasiaan, joka mahdollistaa pinta-EMG-signaalien keräämisen ja käytön sähkökäyttöisen alaraajaproteesin kanssa. Valmistettu pistorasia on tarkoitettu vain tätä tutkimusta varten, sitä käytetään vain tutkimuslaboratoriossa. Osallistuja jatkaa kliinisesti määrätyn pistorasian ja proteesin käyttöä, kun hän ei osallistu opintokäynneille. Semitendinosuksen, femoriksen hauislihaksen, tensor fasciae lataen, rectus femoriksen, vastus lateralisin ja adductor magnuksen EMG-kontrollipaikat paikannetaan kliinisten parhaiden käytäntöjen mukaisesti. Kun pistorasian sovitus on valmis, proteesilääkäri kiinnittää ja kohdistaa sähkökäyttöisen proteesin. Osallistujaa opastetaan kävelemään moottoriproteesin kanssa tasapinnalla kävelemiseen, rinnekävelyyn, portaiden kiipeämiseen ja ei-painoa kantaviin itsenäisyydenhallintatoimintoihin. Kävelykäytävä, rampit ja portaat on varustettu kaiteilla ja amputoidulla on oltava turvavaljaat tai kävelyvyö. Lisäksi konfiguroidaan ei-painolaakeroitu riippumaton ohjausjärjestelmä. Osallistujaa neuvotaan yrittämään liikuttaa "haamuraajoaan" polven taivutuksen/venyttelyn ja nilkan plantarflektion/dorsifleksion alueen liikkeillä samalla kun EMG-tietoja kerätään. Näitä tietoja käytetään hahmontunnistuksen ohjausjärjestelmän kouluttamiseen, joka pystyy ohjaamaan jalkojen polviniveliä ja vastaavasti nilkan niveliä joko virtuaaliympäristössä tai fyysisellä proteesilla. Osallistujat suorittavat sitten toiminnalliset, biomekaaniset, metaboliset ja laadulliset potilaan raportoimat tulosmittaukset käyttämällä instrumentoitua pistorasiaa ja sähkökäyttöistä jalkaproteesia. Tutkija käyttää laajaa listaa tavanomaisista kliinisistä arvioinneista ja osallistujien raportoimista mittareista, jotka arvioivat fyysistä toimintaa, liikkuvuutta, tasapainoa, kaatumisriskiä, ​​elämänlaatua ja aineenvaihdunnan kuluja.

OI TMR-leikkaus 1 ja toipuminen: osallistujille tehdään ensimmäinen luu-integraatio- (OI) ja kohdennettu lihasten uudelleenhermotusleikkaus (TMR) Northwestern Memorial Hospitalissa.

OI-leikkaus 2 ja toipuminen: Osallistujille tehdään toinen OI-leikkaus, jossa tuki liitetään kiinnikkeeseen reisiluun kanssa. Osallistujaa seurataan jälleen täydellisen toipumisen suhteen (tyypillisesti 4-6 viikkoa). Tulosmittauksia tai arviointeja ei tehdä ennen 12 viikkoa leikkauksen jälkeen

Tavoite 2: Leikkauksen jälkeinen sovitus ja sähkökäyttöisen jalkaproteesin koulutus:

Osteointegraation ja TMR-leikkauksen ja toipumisen jälkeen tutkimukseen osallistuja ei enää tarvitse tavallista proteesihylsyä. EMG-signaalit voidaan nyt mitata käyttämällä mukautettua elektrodinauhaa jäännösraajassa, joka on kiinnitetty proteesiin. Osallistujat sovitetaan sähkökäyttöiseen proteesiin OI-liittymänsä avulla ja koulutetaan sen käyttöön. Osallistujat saavat opastusta sähkökäyttöisen proteesin käytöstä, joka on nyt kiinnitetty OI-liitännän kautta elektrodinauhaan. Osallistujat kävelevät kliinikon valvonnassa, kun laiteparametrit määritetään kuten ennen OI/TMR-leikkausta. Osallistuja etenee kävelemään rinteiden yli, suorittamaan porraskiipeilyä vastavuoroisella kävelyllä ja istumaan seisomaan ja takaisin. Kliinikko antaa suullisia ohjeita ja vihjeitä siitä, kuinka voimaa käytetään parhaiten ja miten kaikki toiminnot suoritetaan turvallisesti. Tutkijat toistavat samat toimenpiteet kuin aiemminkin arvioidakseen OI:n toiminnallisia, metabolisia ja biomekaanisia etuja perinteiseen pistorasiaan verrattuna käytettäessä sähkökäyttöistä jalkalaitetta. Jokaisen käynnin lopussa tutkimukseen osallistuja palaa kliinisesti määrättyyn proteesiin.