Confronto tra muscolo amputato intatto e residuo

Ci saranno circa 80 partecipanti a questo studio: 40 che hanno amputazioni degli arti inferiori e 40 che non le hanno.

Un minimo di 48 ore separeranno ciascuna sessione di test.

Un riscaldamento è incorporato in ogni sessione e i soggetti faranno regolarmente delle pause tra le prove. Il team di ricerca li contatterà regolarmente e saranno invitati a dirci quando vogliono fare una pausa o fermarsi in qualsiasi momento e per qualsiasi motivo.

Ai soggetti verrà chiesto di condurre un'attività muscolare isolata e controllata dei muscoli della caviglia, ricevendo feedback sulla loro attivazione muscolare per controllare lo sforzo e prevenire l'affaticamento. Dopo l'attività dei muscoli isolati, ai soggetti verrà chiesto di svolgere compiti funzionali tra cui stare in piedi, dondolamenti posturali, sedersi e alzarsi, squat, sollevamenti dei talloni e camminare.

Gli individui con amputazione eseguiranno le attività con il loro dispositivo di protesi passiva personale e con una protesi attiva potenziata (dopo l'adattamento dell'invasatura e l'adeguato adattamento al comfort da parte di un protesista certificato e addestrato) per confrontare l'attività muscolare nei compiti funzionali. Gli individui senza amputazione condurranno i compiti per un ulteriore confronto.

L'elettromiografia di superficie, gli ultrasuoni e i dati di motion capture verranno utilizzati per registrare rispettivamente l'attivazione muscolare, l'architettura muscolare e la biomeccanica articolare e valutare le osservazioni e gli effetti tra i muscoli residui e intatti.

Maggiori dettagli sono riportati di seguito.

-- I seguenti sensori/dispositivi saranno allegati allo studio. I sensori verranno fissati tramite biadesivo, involucri autoadesivi o cinghie. Tutti sono facilmente rimovibili e regolabili per il loro comfort. Si consiglia di indossare pantaloncini per semplificare il processo di aggiunta dei sensori.

1. Attivazione muscolare da seduti (Sessione 1):

   UN. Sensori di attività muscolare: i. Numero: 4 ii. Posizionamento: 1 sulla parte anteriore e posteriore della gamba sotto il ginocchio.

2. Attivazione muscolare da seduti (sessioni 2-3):

   UN. Sensori di attività muscolare: i. Uguale alla Sessione 1 b. Dispositivo per la dinamica congiunta: i. Il piede amputato dei soggetti verrà legato a una piattaforma che misura quanto stanno tirando/spingendo o muovendo la caviglia. Nei compiti che prevedono l'attivazione dell'arto fantasma, il gruppo di ricerca chiederà ai partecipanti di abbinare le attività con entrambi gli arti in modo che il gruppo di ricerca possa registrare ciò a cui i partecipanti stanno pensando con l'arto fantasma tramite il piede non amputato.

   C. Sensori della forma muscolare: i. Numero: 2 sonde ecografiche ii. Posizionamento: sulla parte anteriore e posteriore della gamba, cambiando gamba tra una sessione e l'altra.

3. Adattamento della protesi (Sessioni 4-6):

   UN. Sensori di attività muscolare: i. Uguale alla Sessione 1 b. Presa: i. Un protesista esperto fonderà e adatterà una presa progettata per adattarsi in modo sicuro ai sensori di attività muscolare.

   C. Dispositivo per protesi motorizzato i. Un protesista esperto assisterà nell'allineamento dell'invasatura fusa con una protesi motorizzata che il team di ricerca ha in laboratorio.

4. Compiti Funzionali (Sessioni 7-16):

   UN. Sensori di attività muscolare: i. Numero: 18 ii. Posizionamento: 1 davanti e dietro la gamba sotto il ginocchio, 2 davanti alla gamba sopra il ginocchio, 1 dietro la gamba sotto il ginocchio (5 per gamba), 2 sul braccio sopra e sotto il ginocchio gomito (4 per braccio) b. Presa: i. Montato nelle sessioni precedenti c. Dispositivo per protesi motorizzato i. Adattato e allineato nelle sessioni precedenti d. Indicatori di misurazione del movimento: i. Numero: 40 in totale. ii. Posizionamento: 4 sulla testa, 5 sul busto, 7 su ciascun braccio, 5 sui fianchi, 3 su ciascuna gamba, 1 su ciascuna caviglia, dita dei piedi e talloni (sulla scarpa).

   e. Imbracatura: i. Un'imbracatura fissata al soffitto verrà utilizzata per catturare i soggetti in caso di caduta durante l'esperimento.

Durante ogni visita il gruppo di ricerca chiederà ai soggetti di fare tutto quanto segue:

1. Attivazione muscolare da seduti (sessioni 1-3): vieni in laboratorio per 3 sessioni iniziali, dove:

   1. Esercitati nell'attivazione muscolare dei muscoli della caviglia mentre indossi sensori che ne misurano l'attività e la forma muscolare. Verrà effettuata una breve calibrazione allo sforzo massimo per garantire che l'attivazione muscolare sia inferiore allo sforzo massimo per tutto il resto dello studio.
   2. Il gruppo di ricerca fornirà loro un feedback visivo sui biosegnali per guidarli su come controllare i propri muscoli.
2. Adattamento della protesi (sessioni 4-6): partecipare a una sessione in cui un protesista esperto getterà il moncone per un invasatura, seguita da 1, 2 o 3 sessioni di adattamento (fino a 3 in totale) con l'invasatura e una protesi motorizzata con un protesista certificato. Ogni visita durerà fino a due ore. Il protesista duplicherà la presa di corrente e chiederà loro di indossarla con una protesi motorizzata. Il protesista effettuerà anche modifiche se non gli piace l'invasatura per garantire la vestibilità e il comfort mentre indossa l'invasatura.

3. Compiti funzionali (sessioni 7-16): una volta finalizzato l'adattamento, i partecipanti verranno in laboratorio per un massimo di 10 sessioni aggiuntive per compiti funzionali. Durante ogni visita, ai partecipanti verrà chiesto di esercitarsi a modulare e controllare l'attivazione dei muscoli amputati e non amputati. Dopo l'allenamento e la pratica dell'attivazione e del controllo dei muscoli, il gruppo di ricerca chiederà ai partecipanti di svolgere i seguenti compiti:

   1. Stare in silenzio (senza muoversi)
   2. Oscillazione posturale (inclinarsi in avanti e all'indietro)
   3. Sedersi e alzarsi ripetutamente
   4. Accovacciarsi
   5. Stare in punta di piedi (sollevamento del tallone)
   6. Camminare su un tapis roulant alla velocità di camminata preferita

I corrimano (sia a destra che a sinistra) saranno sempre disponibili per consentire il supporto dell'equilibrio, se necessario, ed è disponibile un'ulteriore protezione per l'imbracatura.

Gli individui senza amputazione svolgeranno i compiti funzionali stabiliti una volta. Agli individui con amputazione verrà chiesto di svolgere il compito funzionale impostato sia con la loro protesi passiva che con una protesi motorizzata per determinare se il dispositivo motorizzato migliora le prestazioni funzionali, oltre a confrontarlo con individui senza amputazione. A volte, il gruppo di ricerca fornirà loro un feedback uditivo per aiutare i partecipanti a cronometrare il movimento e un feedback visivo del biosegnale per guidarli su come i partecipanti posizionano il peso tra le gambe.

Il team di ricerca si aspetta che i partecipanti partecipino per un massimo di 10 sessioni aggiuntive per queste attività per tenere conto degli adattamenti delle prestazioni quando utilizzano una protesi motorizzata e delle valutazioni post-allenamento dei loro muscoli amputati e non amputati. Questa stima tiene conto anche del tempo di preparazione e di smontaggio necessario per il quale i soggetti devono essere presenti, mantenendo al tempo stesso periodi ragionevoli per le sessioni individuali.