Moottoroidut proteesit alaraajojen amputoituille

Tavoite 1:

Kaikissa tutkimuksissa osallistujat toistavat saman kokeellisen protokollan passiivisilla proteeseillaan ja kevyellä sähköisellä polvella, johon on yhdistetty sähköinen, puoliaktiivinen ja passiivinen nilkka. Tutkijat antavat myös kyselyn, joka perustuu 5-portaiseen Likert-asteikkoon, jolla arvioidaan kunkin testatun tilanteen intuitiivisuutta, turvallisuutta, fyysistä ja henkistä kuormitusta. Osallistujilla on aikaa tutustua protokollaan ja proteesiin erillisessä harjoitusistunnossa.

Osa 1: Taso- ja ylämäkeen kävelyn ponnistelu. Tutkimus arvioi kävelyn ponnistelua, kun osallistujat kävelevät instrumentoidulla juoksumatolla itselleen sopivalla mukavalla nopeudella. Ensimmäisen tutkimuksen ensisijainen lopputulos on jäännösraajan ponnistelu, jota mitataan proteesin puolen lonkan koukistusmomentin huippuarvolla. Toissijaisia lopputuloksia ovat vastakkaisen jalan ponnistelu, kävelyn symmetria ja tasapaino. Kokeellinen protokolla toistetaan eri kaltevuuksilla (esim. 0 %, +/−10 %) erillisissä kokeellisissa istunnoissa.

Osa 2: Liikkuminen portaissa. Tutkimus analysoi nopeutta ja ponnistelua portaiden nousussa ja laskussa. Osallistujat liikkuvat instrumentoidulla portaikolla, joka sisältää seitsemän porrasta (neljä instrumentoitua). Portaiden nousun ensisijainen lopputulos on proteesin työn ja jäännösraajan työn suhde, kun taas portaiden laskussa tutkijat käyttävät terveen polven ja nilkan työtä. Jäännösraajan, vastakkaisen jalan ja ylävartalon ponnistelu (kaiteen voima) ovat toissijaisia lopputuloksia yhdessä subjektiivisen mieltymyksen kanssa.

Osa 3: Siirtymät istumisesta seisomaan. Tämä tutkimus arvioi biomekaniikkaa, kun osallistuja siirtyy istumisesta seisomaan. Osallistujat suorittavat siirtymiä istumisesta seisomaan ja seisomasta istumaan tuolista ilman käsinojia omalla valitsemallaan tahdilla. Tutkijat arvioivat koko kehon biomekaniikkaa samalla tavalla kuin aiemmissa istumisesta seisomaan ja seisomasta istumaan tutkimuksissamme. Tämän tutkimuksen ensisijainen lopputulos on epäsymmetrian aste.

Tavoite 2:

Osallistujat toistavat kokeelliset protokollat määrätyillä proteeseillaan ja kevyellä sähköisellä proteesillamme käyttäen suoraa elektromyografista ohjausta ja epäsuoraa tahdonalaista ohjausta. Kokeet suoritetaan liikekaappauslaboratoriossa koko kehon kinematiikan ja kinetiikan arvioimiseksi. Tutkijat antavat myös kyselyn, joka perustuu 5-portaiseen Likert-asteikkoon, jolla arvioidaan kunkin testatun tilanteen intuitiivisuutta, turvallisuutta, fyysistä ja henkistä kuormitusta. Osallistujilla on aikaa tutustua protokollaan ja proteesin ohjaimiin omistetuissa harjoitusistunnoissa.

Osa 1: Ylämäkeen kävely eri nopeuksilla ja kuormitusolosuhteissa. Tämä tutkimus arvioi kykyä kävellä eri nopeuksilla ylämäissä/laskuissa kuljettaen esineitä. Tätä varten osallistujat kävelevät instrumentoidulla juoksumatolla sekä omalla valitsemallaan nopeudella että 130 % omasta valitsemastaan nopeudesta, kantamatta ja kantamalla 20 paunan (noin 9 kg) kuormaa molemmissa käsissä. Ero terveen ja proteesin puolen lonkan huippumomentissa käytetään ensisijaisena lopputuloksena. Toissijaisia lopputuloksia ovat kävelyn symmetria, tasapaino ja subjektiivinen mieltymys. Erillisissä istunnoissa kokeellinen protokolla toistetaan 10 % ylämäessä ja 10 % laskuessa.

Osa 2: Portaiden kiipeäminen eri nopeuksilla ja kuormitusolosuhteissa. Tämä tutkimus arvioi kykyä nousta ja laskea portaita eri nopeuksilla ja kuormitusolosuhteissa. Osallistujat nousevat instrumentoidulla portaikolla mukavalla ja nopealla itselleen sopivalla nopeudella. Osallistujat kiipeävät portaita molemmilla nopeuksilla kantamatta ja kantamalla 20 paunan (noin 9 kg) esinettä käsissään tai repussa. Ero terveen ja proteesin puolen polven huippumomentissa käytetään ensisijaisena lopputuloksena. Toissijaisia lopputuloksia ovat vastakkaisen jalan ponnistelu, kävelyn symmetria ja tasapaino.

Osa 3: Nouseminen seisomaan, kyykky, haaraaskel ja polvistuminen. Tämä tutkimus arvioi kykyä nousta seisomaan, tehdä kyykkyjä ja haaraaskelia eri kuormitusolosuhteissa. Osallistujat suorittavat viisi toistoa siirtymistä istumisesta seisomaan. Sen jälkeen he tekevät viisi kyykkyä, haaraaskelta ja polvistumista. Ensisijainen lopputulos on proteesin kantama paino. Toissijaisia lopputuloksia ovat suoritusaika, nivelten ponnistelu ja subjektiivinen mieltymys.

Tavoite 3:

Osallistujat toistavat kokeelliset protokollat määrätyillä proteeseillaan ja kevyellä sähköisellä proteesillamme. Omistetuissa harjoitusistunnoissa heillä on aikaa tutustua protokollaan.

Osa 1: Liikkumiskierros. Osallistujat suorittavat kymmenen yritystä liikkumiskierroksesta. Aloittaen tuolista, noustaan seisomaan, kävellään 4-porrastaiselle portaikolle, noustaan portaat ylös korkeammalle alustalle, jatketaan kävelyä alustalla, käännytään, lasketaan väliasema kahden askeleen portaikon kautta, lasketaan ramppi, kävellään tuolille ja lopuksi istutaan alas. Seuraavaksi suoritetaan kymmenen yritystä käänteisestä kierroksesta, aloittaen tuolissa istumisesta ja päättyen rampin nousuun. Ensisijainen lopputulos on kierroksen suorittamiseen käytetty keskimääräinen aika. Toissijaisia lopputuloksia ovat nivelten kinematiikka siirtymissä ja subjektiivinen mieltymys.

Osa 2: Itselle sopiva kävelynopeus. Osallistujat suorittavat ajastetun 10 metrin kävelytestin itse säädettävällä instrumentoidulla juoksumatolla. Kävelynopeus on ensisijainen lopputulos. Toissijaisia lopputuloksia ovat kävelyn ajallinen ja spatiaalinen symmetria sekä subjektiivinen mieltymys.

Osa 3: Amputoituneen liikkuvuuden ennustaja (Amputee Mobility Predictor). Tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida kliinisiä lopputulosmittauksia käyttäen Amputoituneen liikkuvuuden ennustajaa, joka on luotettava suorituskykymittari, joka on validoitu alaraajan amputaatiota saaneille, tunnistaakseen proteettisen liikkuvuuden rajoituksia ja mitatakseen useita arjen toiminnallisia liikkuvuustehtäviä.

Osa 4: Todellisen elämän liikkuvuus. Tämä tutkimus tarjoaa kvantitatiivisen arvion liikkuvuudesta monimutkaisissa koti- ja yhteisöympäristöissä. Tätä varten tutkijat mittaavat suorituskykyä ja tyytyväisyyttä, kun osallistujat suorittavat yleisiä arjen toimintoja, kuten kotitöitä (lattioiden moppaus, sänkien tekeminen, ruoanlaitto, ruokaostokset) ja vapaa-ajan aktiviteetteja (koiran ulkoilutus, kävely puistossa, puutarhanhoito). Subjektiivinen mieltymys on ensisijainen lopputulos ja sitä arvioidaan antamalla kysely, jossa on erilliset arviot intuitiivisuudesta, turvallisuudesta, fyysisestä ja henkisestä kuormituksesta. Toissijainen lopputulos on kinematiikka, jonka tutkijat arvioivat IMU-pohjaisella liikekaappausjärjestelmällä.