A járás újraképzésének hatásai az alsó végtagok biomechanikájára

A 10 hetes járás-átképzési beavatkozásnak a térd addukciós pillanatára kifejtett hatásainak vizsgálatára egy véletlen besorolásos, kontrollált, várólistával ellátott vizsgálati tervet fognak használni. A résztvevőket véletlenszerűen besorolják az intervenciós csoportba vagy a kontrollcsoportba. Az intervenciós csoport további két csoportra oszlik. Az egyik csoport azokból a résztvevőkből áll, akik leginkább csökkentették a térd addukciós momentumot (KAM) megváltozott lábfejlődési járás mellett, a másikat pedig azok a résztvevők, akik a leghatékonyabban csökkentik a KAM-ot a törzs sovány járásával az előzetes értékelés során. A résztvevők ezután 8 járás-átképzést hajtanak végre 8 héten keresztül (hetente egy alkalom), akár saját járásmódosítási stratégiájuk (beavatkozás), akár normál járásuk (kontroll) segítségével. A várólista kialakításának részeként a 10 hét végén a kontrollcsoportba rendelt betegeket visszasorolják a korábban meghatározott betegspecifikus járásmódosító beavatkozásra. A cél a kopás minimalizálása és a tényleges mintaszám növelése.

A laboratóriumba érkezéskor a résztvevőknek el kell olvasniuk és alá kell írniuk a beleegyező nyilatkozatot. A résztvevők magasságát és tömegét rögzítjük. A fájdalmat és a funkciót a Western Ontario és a McMaster Egyetem Arthritis (WOMAC) kérdőíve és egy nullától 10-ig terjedő numerikus besorolási skála (NRS) segítségével értékelik, ahol a nulla a fájdalom hiányát, a 10 pedig a fájdalom legmagasabb szintjét jelenti. Ebben a vizsgálatban a kísérleti végtag a tüneti TFJ OA-val diagnosztizált láb, vagy kétoldali OA esetén a legtünetesebb végtag. A résztvevők 4 felszíni elektromiogrammal (sEMG) lesznek felszerelve a kísérleti végtag rectus femoris, vastus medialis, bicep femoris és semitendinosus területén. EMG érzékelőket használnak az izomtevékenység rögzítésére az alapteszt során. A résztvevők ezután 53 fényvisszaverő markert rögzítenek törzsükre és alsó végtagjaikra. A VICON mozgásrögzítő rendszer statikus kalibrációs próbáját úgy kell elvégezni, hogy a résztvevők a legelső erőlemezre állnak úgy, hogy mindkét lábuk egy vonalban van a laboratórium elülső-hátsó tengelyével. A résztvevők dinamikus kalibrációt is végeznek a csípő három óramutató járásával megegyező irányú elforgatásával, amelyek segítségével megbecsülik a csípőízületi központokat. A résztvevők ezután 5 alapvonali gyaloglási próbát teljesítenek, valamint egy 6 méteres sétányt a kívánt sebességgel. A résztvevőknek 12 percet kell gyalogolniuk futópadon, és további adatokat rögzítenek. A résztvevőknek ezután 9 körülményt kell végrehajtaniuk megváltozott lábfejlődéssel vagy a törzs sovány járásával, hogy meghatározzák, melyik stratégia a leghatékonyabb a KAM csökkentésében. A résztvevők először szabványosított szóbeli utasításokat kapnak az instruált járásmódosítás eléréséhez. A résztvevők ezután haptikus, valós idejű biofeedback-et kapnak annak biztosítására, hogy sikeresen elérjék a járásmódosítás szükséges mértékét. A Viconban gyűjtött kinematikai adatok a Matlab-ba (Mathworks, Natick, MA) kerülnek streamelésre az illesztési szögek valós idejű kiszámításához. A résztvevők visszajelzést kapnak a kísérleti oldal fibula laterális-proximális oldalához (lábfejlődés) vagy a lapocka közepéhez (a törzs oldalirányú támasztékához) hipoallergén kétoldalas ragasztószalaggal rögzített tapintásérzékelőktől. Egy rezgés jelzi a cél járásparaméter szükséges csökkenését, míg két rezgés a szükséges növekedést. Minden egyes lépésről visszajelzést adunk, és semmilyen rezgés nem jelzi, hogy nincs szükség korrekcióra. A próba csak akkor tekinthető érvényesnek, ha a résztvevő kétszer teljesen érintkezett az erőlemezekkel a kísérleti végtag lábával, és a módosított paraméter az előírt céltartományban volt. Ezenkívül a résztvevőknek az alapvonalhoz képest ±5%-os átlagos járási sebességet kell fenntartaniuk ahhoz, hogy a kísérletek sikeresnek minősüljenek. Az alapszakaszban végrehajtandó módosítás minden résztvevő számára véletlenszerűen történik. A kísérletek befejezése után a résztvevők ugyanazon a héten visszatérnek a laborba, hogy elvégezzenek további 5 kiindulási vizsgálatot és három olyan járásmódosítási próbát, amelyet az első napon nem hajtottak végre. Minden alapadatgyűjtési munkamenet körülbelül egy órát vesz igénybe.

A résztvevőket ezután véletlenszerűen besorolják az intervenciós csoportba vagy a kontrollcsoportba. Az intervenciós csoport további két csoportra oszlik. Az egyik csoport azokból a résztvevőkből áll, akik a leginkább csökkentették a KAM-ot a megváltozott lábfejlődési járás mellett, a másikat pedig azok a résztvevők, akik a leghatékonyabban csökkentik a KAM-ot a törzs sovány járásával. A résztvevők ezután 8 járás-átképzést hajtanak végre 8 héten keresztül (hetente egy alkalom), akár saját járásmódosítási stratégiájuk (beavatkozás), akár normál járásuk (kontroll) segítségével. A járás-átképzés során a résztvevők egy Woodway Desmo futópadon (Woodway, Waukesha, WI) sétálnak, amelyet egy kalibrált térfogatú terület (körülbelül 0,5 x 1,5 méter) közepén helyeznek el. A járáskinematika rögzítésére egy háromkamerás nagysebességű mozgáselemző rendszert (Vicon, Oxford, Anglia) 200 Hz-en mintavételeznek majd. A jelzett anatómiai tereptárgyakat (akár C7 és T10, akár hátsó calcaneus és 2. lábközépcsont-phalangealis ízület) ultraibolya tollal jelölik meg, amely egy hétig láthatóságot tesz lehetővé, és a következő vizitek alkalmával újra felhelyezik. Ez javítja a markerek elhelyezésének ismételhetőségét a járás újraképzési szakaszában. Öt perces dinamikus bemelegítést biztosítanak minden egyes járás-átképzési foglalkozás megkezdése előtt; A résztvevők ezután 20 percig egyéni járásmódosítási stratégiájukkal sétálnak. A résztvevőket az individualizálási szakaszban leírt módon kapják meg a haptikus visszajelzések, vagy visszajelzés nélkül folytatják a sétát. Egy halványuló visszacsatolási terv kerül bevezetésre a munkamenetek során, hogy fokozatosan integrálja a feladatszerzést és -átadást, és elősegítse a tanult készség internalizálását. Az első 2 hét során minden lépésnél real-time biofeedback (RTB) érkezik. A harmadik és negyedik héten az RTB-t a kísérleti láb első 3 lábütésére biztosítja, a negyediken pedig visszatartja, ami 25%-os csökkentést jelent. Az ötödik és a hatodik héten visszajelzést adunk a váltakozó lábütésekről, amelyek 50%-ra csökkentik az RTB frekvenciát. A járás-átképzés utolsó két hetében az első három lépésről nem adunk visszajelzést, de a negyediknél 25%-ra csökkentik az RTB gyakoriságot.

A járás-átképzések között a kísérleti személyeket arra utasítják, hogy a laboratóriumi foglalkozáson kívül önállóan gyakorolják a megszerzett járásstratégiájukat, ami visszajelzés hiányában történik meg. Arra utasítják őket, hogy legalább napi 10 percet gyakoroljanak, és heti tevékenységi naplókat kapnak, amelyek rögzítik a napszakot és a napi gyakorlatok mennyiségét a nyolc hetes járás-újraképzés során. A gyakorlati naplókat hetente küldjük be. A beavatkozás során a 4. héten (első utóteszt) és a 9. héten (2. utóteszt) föld feletti járáselemzést és 12 perces futószalagos járást kell végezni a képességek elsajátításának nyomon követésére. Ez a tesztelés megegyezik az alapkísérletekkel, azonban a résztvevőket arra utasítják, hogy csak saját járásmódosítási stratégiájukkal járjanak. Nem adunk visszajelzést a képességek elsajátítása vagy megtartása során. Az utóvizsgálatra egy, három és hat hónapon belül, valamint egy évvel a beavatkozás után kerül sor az előírt járásmódosítások megtartásának mérésére.