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Progettazione computazionale, fabbricazione e valutazione di alveoli protesici transtibiali ottimizzati specifici per il paziente

28 settembre 2022 aggiornato da: Massachusetts Institute of Technology
L'obiettivo generale di questo studio è sviluppare ulteriormente e valutare clinicamente un framework di progettazione e produzione computazionale e basato sui dati per interfacce meccaniche che produca quantitativamente prese protesiche transtibiali in un modo più rapido ed economico rispetto ai processi convenzionali. L'ipotesi principale di questa proposta è che la nuova interfaccia quantitativa sia equivalente o migliore di un'interfaccia convenzionale in termini di: 1) simmetria dell'andatura, 2) pressioni di contatto con la pelle, 3) temperatura superficiale della pelle e 4) comfort valutato da un questionario.

Panoramica dello studio

Stato

Completato

Condizioni

Intervento / Trattamento

Descrizione dettagliata

Titolo: Progettazione computazionale, fabbricazione e valutazione di alveoli protesici transtibiali ottimizzati specifici per il paziente

Sperimentatore principale: Dr. Hugh Herr

Contesto: l'obiettivo generale di questa applicazione è sviluppare ulteriormente e valutare clinicamente un framework di progettazione e produzione computazionale e basato sui dati per interfacce meccaniche che produca quantitativamente prese protesiche transtibiali in un modo più rapido ed economico rispetto ai processi convenzionali. Tradizionalmente, la produzione dell'invasatura protesica è stata un'attività artigianale, basata principalmente sull'esperienza del protesista. Anche con i progressi nella progettazione assistita da computer e nella produzione assistita da computer (CAD/CAM), il processo di progettazione rimane manuale. La natura manuale del processo significa che non è ripetibile e attualmente in gran parte non guidato dai dati, e i dati quantitativi non vengono ottenuti o utilizzati in modo insufficiente. Inoltre, il disagio, i problemi cutanei e la formazione di ulcere da decubito rimangono prevalenti. Attraverso il quadro di modellazione computazionale proposto, viene reso disponibile un processo di progettazione ripetibile, guidato dai dati e specifico per il paziente, basato su motivazioni scientifiche.

Obiettivo/ipotesi: l'ipotesi principale di questa proposta è che un invasatura, progettato utilizzando il nuovo framework di progettazione computazionale, sia equivalente o migliore di un invasatura convenzionale (progettato da un protesista) in termini di: 1) simmetria dell'andatura, 2 ) pressioni di contatto con la pelle, 3) temperatura superficiale della pelle e 4) comfort valutato da un questionario. La nostra ipotesi è supportata dai dati pilota presentati che mostrano pressioni di contatto cutanee ridotte o equivalenti e livelli di comfort riportati dal soggetto per diverse regioni anatomiche critiche.

Obiettivi specifici: 1) Modellazione biomeccanica specifica per soggetto per N=18 soggetti, 2) Progettazione computazionale e fabbricazione di prese per N=18 soggetti e 3) Valutazione clinica di nuove prese per N=18 soggetti.

Disegno dello studio: per questo studio verrà reclutata una coorte di 18 soggetti. I dati di risonanza magnetica o TC verranno registrati per tutti i soggetti. Attraverso la segmentazione dell'immagine verranno costruiti modelli 3D di analisi agli elementi finiti (FEA) geometricamente accurati. I modelli FEA predittivi risultanti verranno quindi utilizzati in un nuovo framework di progettazione computazionale basato sui dati e automatizzato per invasi protesici, per progettare invasi protesici per tutti i soggetti. La struttura ottimizza i design delle prese, come valutato dalle pressioni di contatto con la pelle e dalla tensione dei tessuti interni, attraverso la regolazione iterativa delle prese di prova virtuali. I progetti finali vengono successivamente stampati in 3D. Per valutare le prese protesiche con ciascuno dei soggetti, ogni soggetto eseguirà un esercizio in piedi e camminando utilizzando le proprie prese convenzionali o le nuove prese. Nel frattempo vengono registrate le pressioni e le temperature di contatto con la pelle, i dati sulla simmetria dell'andatura vengono raccolti e il comfort dell'alveolo viene valutato utilizzando un questionario. Insieme, questi dati forniscono una valutazione e un confronto quantitativo e qualitativo delle prese nuove e convenzionali.

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Effettivo)

10

Fase

  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Luoghi di studio

    • Jalisco
      • Nuevo Mexico, Jalisco, Messico, 45201
        • Tecnologico de Monterrey, Biomechatronics Lab
    • Massachusetts
      • Cambridge, Massachusetts, Stati Uniti, 02142
        • Massachusetts Institute of Technology, Media Lab

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

Da 18 anni a 64 anni (Adulto)

Accetta volontari sani

Sì

Sessi ammissibili allo studio

Tutto

Descrizione

Criterio di inclusione:

  • Età: 18-64 anni
  • Tipo di amputazione: amputazione transtibiale (bilaterale o unilaterale) che ha avuto luogo> 1 anno prima dello studio
  • Attività o livello K: almeno K3
  • Qualità delle prese: le prese convenzionali del soggetto devono essere considerate di alta qualità e confortevoli
  • Sicurezza della risonanza magnetica: i soggetti devono essere in grado di sottoporsi a risonanza magnetica

Criteri di esclusione:

-

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Scopo principale: Scienza basilare
  • Assegnazione: N / A
  • Modello interventistico: Assegnazione di gruppo singolo
  • Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
Sperimentale: Valutazione dell'alveolo protesico
Intervento: Presa protesica per amputato transtibiale. L'invasatura protesica convenzionale di un soggetto viene confrontata con una nuova invasatura protesica progettata come parte della ricerca. Per gli esercizi in piedi e in cammino sarà valutato quanto segue. 1) pressioni locali di contatto con la pelle, 2) potenza metabolica, 3) parametri dell'andatura (indici di simmetria per angoli articolari, posizioni, coppie e anche forze di reazione al suolo) e 4) il questionario di valutazione dell'alveolo.
Indossare un invaso protesico per la valutazione del comfort e delle metriche biomeccaniche come le condizioni di carico della pelle.

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Pressione cutanea locale mentre si indossa una presa
Lasso di tempo: Valutato una volta durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'invasatura. Le misurazioni sono per esercizi in piedi e a piedi per la presa convenzionale e nuova.
Le pressioni locali di contatto con la pelle (in Newton per metro quadrato) vengono valutate utilizzando sensori di pressione posizionati sulla superficie della pelle. Le pressioni locali si riferiscono al comfort che è oggetto di indagine. Queste misurazioni vengono eseguite durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'alveolo, che è tipicamente 3 mesi dopo la fase iniziale di acquisizione dei dati per ciascun soggetto. Le misurazioni avvengono una volta e in un'unica sessione. In quanto tale, viene indagato solo un singolo punto temporale (il punto temporale dell'esperimento non è un parametro rilevante o studiato). I dati vengono confrontati tra soggetti e tipi di socket.
Valutato una volta durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'invasatura. Le misurazioni sono per esercizi in piedi e a piedi per la presa convenzionale e nuova.
Differenza di temperatura superficiale della pelle
Lasso di tempo: Valutato una volta durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'invasatura. Le misurazioni sono per esercizi in piedi e a piedi per la presa convenzionale e nuova.
Le temperature superficiali della pelle (in gradi Celsius) vengono valutate utilizzando una termocamera Flir, con immagini scattate immediatamente dopo la prova di deambulazione cinematica. Da queste misurazioni viene valutata la temperatura media della superficie cutanea residua per 4 diverse direzioni di visualizzazione: anteriore, posteriore, mediale e laterale. Le misurazioni avvengono una volta e in un'unica sessione. In quanto tale, viene indagato solo un singolo punto temporale (il punto temporale dell'esperimento non è un parametro rilevante o studiato). I dati vengono confrontati tra soggetti e tipi di socket.
Valutato una volta durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'invasatura. Le misurazioni sono per esercizi in piedi e a piedi per la presa convenzionale e nuova.
Asimmetria dei parametri del cammino
Lasso di tempo: Valutato una volta durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'invasatura. Le misurazioni sono per esercizi in piedi e a piedi per la presa convenzionale e nuova.
L'adattamento dell'incavo (e il disagio) influenza il comportamento muscoloscheletrico e può alterare i modelli di andatura. I soggetti sono dotati di marker tracciati (unità di mm) utilizzando un sistema di motion capture (T40s, Vicon Motion Systems Ltd, Oxford, Regno Unito). Vengono registrate anche le forze di reazione al suolo (unità Newton). Da queste misurazioni vengono calcolati gli indici di simmetria dell'andatura per: angoli articolari, posizioni, coppie e forze di reazione al suolo. Queste misurazioni vengono eseguite durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'alveolo, che è tipicamente 3 mesi dopo la fase iniziale di acquisizione dei dati per ciascun soggetto. Le misurazioni avvengono una volta e in un'unica sessione. In quanto tale, viene indagato solo un singolo punto temporale (il punto temporale dell'esperimento non è un parametro rilevante o studiato). I dati vengono confrontati tra soggetti e tipi di socket.
Valutato una volta durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'invasatura. Le misurazioni sono per esercizi in piedi e a piedi per la presa convenzionale e nuova.
Questionario di valutazione presa
Lasso di tempo: Valutato una volta durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'invasatura. Le misurazioni sono per esercizi seduti, in piedi e camminati per la presa convenzionale e nuova.
L'adattamento e il disagio dell'invasatura vengono valutati utilizzando un questionario creato per documentare le esperienze e le preferenze del paziente durante l'utilizzo delle interfacce protesiche (rivestimenti, invasature) sia su una linea temporale longitudinale che su base immediata. Dopo aver stabilito le linee di base del soggetto per l'uso dell'invasatura, i pazienti completano una sezione che li istruisce a valutare la nuova invasatura protesica fornita rispetto alla loro invasatura protesica convenzionale. I soggetti completano il questionario tramite uno strumento di rilevamento conforme a HIPAA su Redcap e le domande sono personalizzate per ridurre al minimo i pregiudizi attraverso l'adozione di metriche verificate (come quelle dello strumento TAPES-R) o mediante l'uso di scale mobili che eliminano la necessità di numero intero vincolato immissione del numero. I dati vengono analizzati per soggetto, tra i soggetti nel loro insieme e per tipo di socket.
Valutato una volta durante la fase di valutazione (clinica) del comfort dell'invasatura. Le misurazioni sono per esercizi seduti, in piedi e camminati per la presa convenzionale e nuova.

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Sponsor

Collaboratori

Investigatori

  • Investigatore principale: Hugh M Herr, PhD, Massachusetts Institute of Technology, Media Lab

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Effettivo)

15 settembre 2017

Completamento primario (Effettivo)

31 agosto 2022

Completamento dello studio (Effettivo)

31 agosto 2022

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

19 aprile 2018

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

21 maggio 2018

Primo Inserito (Effettivo)

4 giugno 2018

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

30 settembre 2022

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

28 settembre 2022

Ultimo verificato

1 settembre 2022

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Altri numeri di identificazione dello studio

  • 1101004280
  • R01EB024531-01 (Sovvenzione/contratto NIH degli Stati Uniti)

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

NO

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Queste informazioni sono state recuperate direttamente dal sito web clinicaltrials.gov senza alcuna modifica. In caso di richieste di modifica, rimozione o aggiornamento dei dettagli dello studio, contattare register@clinicaltrials.gov. Non appena verrà implementata una modifica su clinicaltrials.gov, questa verrà aggiornata automaticamente anche sul nostro sito web .