Le prestazioni di deambulazione migliorano quando i veterani con amputazioni alle gambe ricevono un feedback visivo?

A causa delle menomazioni funzionali causate da un'amputazione degli arti inferiori, è essenziale determinare i benefici delle strategie riabilitative come l'allenamento con feedback visivo in tempo reale. Tale formazione potrebbe consentire ai veterani con amputazioni transtibiali (TTA) di utilizzare al meglio le loro protesi e riguadagnare il massimo livello possibile di funzionalità. Non è chiaro quanto il dispositivo protesico (piede protesico passivo-elastico contro protesi caviglia-piede alimentate a batteria) e/o la risposta dell'utente alla protesi contribuiscano agli effetti biomeccanici e metabolici dell'utilizzo di queste protesi durante la deambulazione. Un migliore utilizzo di una protesi grazie a un allenamento mirato di feedback visivo in tempo reale potrebbe migliorare la riabilitazione, migliorare la funzione e ridurre la biomeccanica asimmetrica, che a sua volta potrebbe ridurre comorbidità comuni come l'artrosi, il dolore alle gambe e alla schiena e, indirettamente, il diabete nei veterani con TTA. Lo scopo del progetto proposto è quello di stabilire sistematicamente gli effetti metabolici e biomeccanici dell'allenamento mirato di feedback visivo in tempo reale della forza di reazione al suolo propulsiva di picco (GRF) sulla biomeccanica, sui costi metabolici e sull'attività muscolare dei veterani con TTA che utilizzano il proprio sistema passivo -piede protesico elastico e una protesi caviglia-piede alimentata a batteria. I risultati della ricerca dei ricercatori potrebbero migliorare l'uso della tecnologia protesica per migliorare la riabilitazione e la funzione dei veterani con amputazioni degli arti inferiori.

Precedenti studi suggeriscono che l'uso di protesi caviglia-piede passive-elastiche e/o potenziate potrebbe non ottimizzare la funzione dei veterani con TTA durante la deambulazione. L'allenamento di feedback visivo mirato e in tempo reale delle forze di reazione al suolo propulsive di picco ha aumentato la propulsione e migliorato la funzione di deambulazione negli adulti più anziani (> 65 anni) e post-ictus, che in genere hanno una potenza della caviglia ridotta. A conoscenza degli investigatori, nessuna ricerca ha affrontato il modo in cui il feedback visivo della forza propulsiva di picco influisce sull'uso di protesi caviglia-piede passive-elastiche o alimentate da persone con TTA. Nella ricerca proposta, i ricercatori determineranno i costi metabolici, la biomeccanica, la stabilità e l'attività muscolare sottostanti risultanti da un allenamento mirato di feedback visivo in tempo reale della forza propulsiva di picco per identificare come i veterani con un TTA beneficiano di un uso più efficace di un passivo- protesi elastica e/o una protesi caviglia-piede alimentata a batteria e per determinare se l'aggiunta di potenza meccanica fornita da una protesi caviglia-piede alimentata a batteria può migliorare ulteriormente la funzione dei veterani con TTA unilaterali durante la deambulazione. 30 veterani con TTA unilaterali useranno la propria protesi passivo-elastica sia con che senza formazione di feedback visivo durante la deambulazione in piano, mentre i ricercatori misurano i loro costi metabolici e biomeccanici. Quindi, useranno una protesi potenziata caviglia-piede (emPOWER, BiONX, Ottobock) sia con che senza formazione di feedback visivo durante la deambulazione in piano, mentre i ricercatori misurano i loro costi metabolici e la biomeccanica. Con ciascuna protesi, i soggetti cammineranno a 1,25 m/s su un tapis roulant per la misurazione della forza a doppia cinghia 1) senza feedback visivo e quindi con feedback visivo in tempo reale di: 2) forza propulsiva di picco dalla condizione "nessun feedback" , 3) +20% in più di forza propulsiva di picco e 4) +40% in più di forza propulsiva di picco. Durante queste prove di feedback visivo, gli investigatori chiederanno ai soggetti di abbinare la forza propulsiva di picco visualizzata sullo schermo di un computer con la gamba interessata. Gli investigatori chiederanno inoltre ai soggetti di: 5) abbinare il feedback visivo simmetrico della forza propulsiva di picco da entrambe le gambe. Gli investigatori determineranno se i veterani con TTA che utilizzano l'allenamento di feedback visivo in tempo reale della forza propulsiva di picco possono migliorare i costi metabolici, la simmetria biomeccanica e la stabilità/equilibrio dinamico, mentre utilizzano la propria protesi passiva-elastica o una protesi della caviglia alimentata. Gli investigatori stabiliranno anche se i veterani con TTA possono mantenere i benefici metabolici e biomeccanici suscitati dall'addestramento al feedback visivo in tempo reale una volta rimosso il feedback. I risultati del progetto proposto saranno utilizzati per informare le strategie di riabilitazione e il design delle protesi, che potrebbero in definitiva migliorare la salute, massimizzare la funzione e migliorare la qualità della vita per i veterani con TTA.