Évaluation des amputés transfémoraux lors de la transition d'une prothèse de genou mécanique à une prothèse de genou à microprocesseur

Hypothèse de recherche L'hypothèse centrale de cette proposition est que les avantages réels des genoux à microprocesseur (MPK) sont largement sous-estimés en raison du manque de méthodes sensibles et écologiquement valides pour évaluer les performances motrices. Cela rend difficile la justification des MPK pour de nombreux amputés qui pourraient en bénéficier. Les recherches récentes des chercheurs sur la relation longueur de foulée-cadence et l'analyse de la démarche à double tâche offrent une nouvelle direction pour surmonter certaines de ces limitations.

Pourquoi établir une relation longueur-cadence pour les MPK ? Étant donné que la longueur de la foulée et la cadence forment une relation linéaire forte sur une gamme de vitesses de marche, l'examen de la force de leur association offre un moyen unique de caractériser la démarche naturelle. Les chercheurs ont constaté que la relation longueur de foulée-cadence est perturbée chez les utilisateurs de prothèses. De plus, la relation longueur de pas-cadence est perturbée bilatéralement, indiquant une altération du contrôle neurologique de la marche. Contrairement à un genou mécanique, les MPK ajustent les propriétés pour s'adapter aux changements de vitesse, ressemblant à un schéma de marche plus naturel. Ainsi, la relation longueur de foulée-cadence devrait être plus étroite pour les MPK que pour un genou mécanique.

Pourquoi une démarche à double tâche pour les MPK ? La démarche à double tâche est l'acte de marcher tout en effectuant une tâche supplémentaire (parler, envoyer des SMS, etc.). La charge supplémentaire imposée au système nerveux modifie la démarche. Ainsi, "marcher en parlant" reflète mieux la démarche réelle que l'analyse de la démarche standard. Les études de marche à double tâche chez les utilisateurs de prothèses sont rares. La mesure classique des résultats dans les études à double tâche est un écart type divisé par la moyenne pour chaque paramètre de marche séparément, ce qui ignore leur dépendance aux changements de vitesse. Les chercheurs ont récemment développé une nouvelle méthode d'analyse de la démarche à double tâche basée sur la relation linéaire entre la longueur et la cadence de la foulée et la vitesse. Les écarts-types de la différence entre le point de données réel pour la longueur ou la cadence de la foulée et le point prédit par la ligne qui représente le meilleur ajustement avec la vitesse sont comparés entre la marche libre et la marche à double tâche. Ce calcul de la variabilité de la longueur de la foulée ou de la cadence tient compte de leurs changements d'un essai à l'autre avec la vitesse qui peut influencer les résultats. Des études antérieures indiquent que les MPK nécessitent moins de réflexion supplémentaire pendant la marche. Si tel est le cas, les utilisateurs devraient pouvoir déplacer les ressources motrices et cognitives de la marche vers d'autres activités et, en même temps, avoir une démarche moins variable dans des conditions de double tâche. Étant donné qu'une diminution de la variabilité de la marche a été associée à un meilleur neurocontrôle de la marche et à un risque moindre de chutes, l'étude de preuve de principe proposée sera la première étape vers la fourniture de preuves manquantes essentielles pour justifier l'utilisation des MPK dans une population plus large d'amputés, en particulier chez les utilisateurs de K2 ou les personnes souffrant de troubles cognitifs dus à une maladie vasculaire ou au diabète.

Objectif : Évaluer les différences de marche et de fonction entre un MPK (RheoKnee®, Ossur) et un genou mécanique chez les utilisateurs de prothèses K2 et K3 dans une conception à sujet unique A-B-A et B-A-B.

Objectif spécifique 1 : Évaluer la relation longueur de foulée-cadence pendant la marche avec le MPK par rapport au genou mécanique.

Hypothèse 1.1 : La relation linéaire entre la longueur de la foulée et la cadence s'améliorera considérablement après avoir porté le MPK. Hypothèse 1.2 : La linéarité de la relation longueur de foulée-cadence sera significativement plus élevée pour le MPK que pour le genou mécanique.

Objectif spécifique 2 : Déterminer l'évolution du coût de la double tâche lors de la marche avec le MPK par rapport au genou mécanique.

Hypothèse 2.1 : Dans la condition de double tâche, la variabilité de la longueur de la foulée et de la cadence sera significativement plus faible avec le MPK qu'avec le genou mécanique.

Objectif spécifique 3 : Comparer les performances entre le MPK et le genou mécanique sur des mesures cliniques de mobilité, d'équilibre et de préférence de l'utilisateur.

Hypothèse 3.1 : Les mesures de mobilité fonctionnelle s'amélioreront davantage en portant le MPK que le genou mécanique Hypothèse 3.2 : Les mesures d'équilibre s'amélioreront davantage en portant le MPK plus que le genou mécanique.

Hypothèse 3.3 : L'amplitude des mouvements articulaires et la symétrie des forces de réaction au sol s'amélioreront lors du port du MPK.

Étudier le design:

L'étude utilisera une conception à sujet unique A-B-A et B-A-B (A- le genou mécanique actuel du sujet ; B- MPK : RheoKnee®). Le but de la conception B-A-B est de contrôler un effet d'apprentissage dû à de multiples répétitions de tâches cognitives pendant la démarche à double tâche, ce qui peut contribuer à des améliorations hypothétiques dans la phase B de la conception A-B-A. Chaque phase durera 4 semaines.

Protocole:

Les sujets éligibles qui ont signé le formulaire de consentement seront répartis au hasard dans le groupe A-B-A ou B-A-B. Le bon ajustement/alignement du genou mécanique actuel sera vérifié et, s'il est correct, l'analyse de la marche 3D et l'évaluation fonctionnelle (évaluation complète) seront effectuées au départ. La marche jusqu'à 5 vitesses auto-sélectionnées (de très lente à très rapide) et la démarche à deux tâches (évaluation de la marche) seront également évaluées au départ, puis sur une base hebdomadaire tout au long de chaque phase. À la fin de chaque phase, l'évaluation de la marche et l'évaluation complète sont répétées. La fin de chaque phase en cours et le début d'une nouvelle phase sont séparés par une période de transition. La période de transition commence par l'alignement d'un nouvel appareil suivi de 2 semaines d'hébergement au cours desquelles jusqu'à 6 séances d'entraînement à la marche sont dispensées par un physiothérapeute (PT) et l'alignement est vérifié. Tous les efforts seront faits pour maintenir le style de douille et le système de suspension actuels du sujet. La conception B-A-B est identique à la conception A-B-A à l'exception d'une période de transition supplémentaire au tout début puisque les sujets naïfs sont adaptés pour la première fois au MPK.

Méthodes :

Les utilisateurs d'une prothèse mécanique du genou seront recrutés parmi la population desservie par le Centre de réadaptation méthodiste s'ils répondent aux critères d'inscription. Après avoir signé le formulaire de consentement, les sujets seront attribués au groupe A-B-A ou B-A-B en utilisant une séquence de nombres aléatoires.

Évaluation de la marche :

Vitesses auto-sélectionnées :

Les données de pas temporelles et spatiales seront collectées par une passerelle électronique (20 pieds) pendant que le sujet marche à cinq vitesses auto-sélectionnées (très lente, lente, normale, rapide, très rapide). Une zone à chaque extrémité de la passerelle permettra l'accélération et la décélération afin que seule la marche à l'état d'équilibre soit enregistrée. Les sujets effectueront un minimum de 4 passages à chaque vitesse, qu'ils choisiront librement pour obtenir le schéma de marche le plus naturel. La vitesse de marche normale sera toujours collectée en premier. L'ordre des catégories de vitesse plus lente/plus rapide sera randomisé avec la vitesse très lente/rapide collectée en dernier dans chaque catégorie. Les sujets seront invités à moduler la vitesse dans les limites de sécurité et encouragés à effectuer toutes les vitesses, dans la mesure du possible.

Démarche à double tâche :

Quatre tâches cognitives seront utilisées pour la démarche à double tâche ; orthographe inversée, soustraction en série, plage de chiffres et liste de catégories. Trois tâches seront utilisées à chaque point d'évaluation pour limiter l'effet de l'apprentissage. Les tâches seront sélectionnées au hasard afin que chacune reçoive un nombre égal de fois dans chaque phase. Les quatre tâches seront utilisées au départ. Différentes invites seront données pour s'assurer qu'aucune tâche n'est présentée deux fois de la même manière.

Avant chaque évaluation, le sujet pratiquera les tâches sélectionnées en position assise pour se familiariser avec le protocole. Pour la démarche à double tâche, le sujet sera invité à marcher à un rythme confortable et à effectuer simultanément des tâches cognitives sans instructions spécifiques sur la priorisation. Les tâches cognitives seront randomisées par bloc, chaque bloc contenant 4 essais de marche. À la fin, le sujet sera invité à évaluer la difficulté de la tâche sur une échelle de Likert en 7 points.

Évaluation complète :

• Évaluation prothétique fonctionnelle (prédicteur de la mobilité des amputés, test L, test de marche de 6 minutes, échelle d'équilibre de Berg, indice de coût physiologique, évaluation de la marche temporelle/spatiale)
• Évaluation de la prothèse par l'utilisateur (questionnaire d'évaluation de la prothèse, évaluations spécifiques des préférences du genou)
• Évaluation informatisée de la marche en 3D (cinématique et cinétique de la marche en 3D)
• Cognition/humeur (mini-examen de l'état mental modifié, parcours A et B, questionnaire sur la santé du patient)

Mesures des résultats :

Objectif spécifique 1 : Relation cadence-longueur de foulée

• Résultat principal : coefficient de détermination (R2) de la droite de régression linéaire
• Résultats secondaires : vitesse de pointe et plage de vitesses

Objectif spécifique 2 : Coût de la démarche en double tâche

• Résultat principal : variabilité (écart-type) de la longueur et de la cadence de la foulée dans des conditions sans contrainte et à double tâche
• Critères de jugement secondaires : pic/gamme de vitesses dans les deux conditions ; la note de difficulté

Objectif spécifique 3 : Comparaison des changements entre les utilisateurs K2 et K3

• Principaux résultats : scores de l'échelle d'équilibre de Berg, questionnaire d'évaluation des prothèses, prédicteur de mobilité des amputés, test L, test de marche de 6 minutes, indice de coût physiologique
• Résultats secondaires : évaluation de la marche temporelle/spatiale, amplitude de mouvement articulaire 3D, angles articulaires aux instants critiques, force de réaction au sol

Analyse:

En raison de la nature de la conception à sujet unique, les données seront évaluées à la fois qualitativement et avec des méthodes statistiques de conception à petit n.