Progettazione computazionale, fabbricazione e valutazione di alveoli protesici transtibiali ottimizzati specifici per il paziente
Panoramica dello studio
Stato
Stato
Condizioni
Condizioni
Intervento / Trattamento
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
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Iscrizione
Fase
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
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Jalisco
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Nuevo Mexico, Jalisco, Messico, 45201
- Tecnologico de Monterrey, Biomechatronics Lab
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Massachusetts
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Cambridge, Massachusetts, Stati Uniti, 02142
- Massachusetts Institute of Technology, Media Lab
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Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Sessi ammissibili allo studio
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:
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Piano di studio
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)
Numero di armi
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / ArmGruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / TrattamentoIntervento / Trattamento |
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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.
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Indossare un invaso protesico per la valutazione del comfort e delle metriche biomeccaniche come le condizioni di carico della pelle.
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Sponsor
Collaboratori
Collaboratori
Investigatori
Investigatori
- Investigatore principale: Hugh M Herr, PhD, Massachusetts Institute of Technology, Media Lab
Studiare le date dei record
Studia le date principali
Inizio studio (Effettivo)
Inizio studio
Completamento primario (Effettivo)
Completamento primario
Completamento dello studio (Effettivo)
Completamento dello studio
Date di iscrizione allo studio
Primo inviato
Primo inviato
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo Inserito (Effettivo)
Primo Inserito
Aggiornamenti dei record di studio
Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)
Ultimo aggiornamento pubblicato
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo verificato
Ultimo verificato
Maggiori informazioni
Termini relativi a questo studio
Parole chiave
Altri numeri di identificazione dello studio
Altri numeri di identificazione dello studio
- 1101004280
- R01EB024531-01 (Sovvenzione/contratto NIH degli Stati Uniti)
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