Cinematica degli amputati di Ewing

Lo scopo specifico di questo protocollo di ricerca è valutare i modelli elettromiografici e cinematici dei partecipanti che sono stati sottoposti ad amputazione Ewing unilaterale degli arti inferiori al fine di determinare quanto siano simili i dati del moncone rispetto ai dati dell'arto intatto. Uno scopo secondario di questa ricerca può includere il confronto dei modelli biomeccanici della coorte di partecipanti di Ewing con una coorte simile di partecipanti che hanno subito un'amputazione standard.

I ricercatori ipotizzano che l'arto interessato dei partecipanti con la procedura Ewing dimostrerà uno schema di attivazione elettromiografica dei loro costrutti AMI e dati cinematici che ricapitola lo schema osservato nel loro arto intatto. I ricercatori ipotizzano secondariamente che la valutazione cinematica dei partecipanti all'amputazione di Ewing dimostrerà modelli significativamente più fisiologici rispetto a quelli osservati in valutazioni simili di amputati standard.

Questo sarà uno studio trasversale con una sola visita. Per lo studio proposto verrà reclutato un campione di convenienza di 16 partecipanti che hanno precedentemente subito un'amputazione di Ewing degli arti inferiori. I partecipanti possono successivamente essere abbinati a un massimo di 16 partecipanti di controllo che sono stati precedentemente sottoposti a procedure di amputazione standard.

I partecipanti verranno valutati in un'unica sessione nel Motion Analysis Lab (MAL) presso lo Spaulding Rehabilitation Hospital (SRH). Ciascuna visita consisterà nelle procedure descritte di seguito e dovrebbe durare circa due ore e mezza (2,5).

I ricercatori raccoglieranno dati demografici per ciascun partecipante per aiutare con la caratterizzazione della popolazione in studio. Tali dati includeranno domande sulla storia medica e chirurgica passata, altezza, peso e storia protesica e funzionale. Oltre ai dati auto-riferiti dal partecipante, gli investigatori possono esaminare la cartella clinica elettronica di qualsiasi partecipante al Mass General Brigham (MGB) per confermare le informazioni demografiche.

I ricercatori possono condurre test clinici per valutare le estremità inferiori del partecipante. I test clinici possono includere l'esame funzionale del range di movimento (ROM) di ciascun partecipante e della forza muscolare degli arti inferiori. I movimenti passivi dell'anca (flessione, abduzione, adduzione, rotazione interna ed esterna), flessione ed estensione del ginocchio, dorsiflessione della caviglia e flessione plantare possono essere valutati con un goniometro se l'articolazione è presente per ciascun arto.

Le valutazioni dell'andatura verranno eseguite nel MAL durante una sessione. Ai partecipanti verrà chiesto di indossare pantaloncini e una maglietta a maniche corte (tali articoli di abbigliamento possono essere forniti dal laboratorio se necessario). I dati verranno raccolti simultaneamente con un sistema elettromiografico (EMG) e un sistema di motion capture. Entrambi i sistemi fanno parte dell'inventario SRH e vengono utilizzati abitualmente nelle cure cliniche.

I parametri spazio-temporali, i dati cinematici e i dati elettromiografici ottenuti dal sistema Motion Capture sono i risultati primari. Come analisi esplorativa, i ricercatori cercheranno la possibilità di valutare altri elementi come le misurazioni della simmetria e il recupero di energia come risultati secondari.

Verranno raccolti dati biomeccanici per studiare i modelli di andatura. Per garantire l'accuratezza dei dati biomeccanici, gli investigatori possono raccogliere dati aggiuntivi sui modelli di andatura del partecipante utilizzando un sistema di analisi del movimento a dieci telecamere (VICON) dotato di piastre di forza (AMTI). Per tracciare il movimento del partecipante, dei marcatori riflettenti verranno attaccati utilizzando nastro bioadesivo agli arti inferiori e al tronco del partecipante in base a punti di riferimento anatomici (ad esempio: seconda testa metatarsale, centro del calcagno, malleolo laterale, gambo laterale, epicondili laterali distali, coscia laterale , spina iliaca anteriore superiore e sacro). Sulla protesi possono anche essere posizionati dei contrassegni riflettenti per seguirne il movimento. Il sistema VICON include videocamere standard per registrare la sessione. Gli investigatori chiederanno ai partecipanti allo studio il permesso di registrare video le prove dell'andatura e utilizzare il materiale per presentazioni scientifiche.

I dati elettromiografici (EMG) possono essere raccolti per studiare le caratteristiche dei modelli di attivazione muscolare degli arti inferiori durante l'andatura. I ricercatori seguiranno le linee guida SENIAM (elettromiografia di superficie per la valutazione non invasiva dei muscoli) per posizionare gli elettrodi su diversi muscoli degli arti inferiori. Quelli possono includere quanto segue: gastrocnemio, tibiale anteriore, peroneo lungo, retto femorale, vasto laterale, bicipite femorale o gluteo massimo. Gli elettrodi EMG verranno fissati utilizzando nastro biadesivo bioadesivo e fissati con Coban (involucro autoaderente) se necessario. L'ecografia portatile può essere utilizzata per localizzare i muscoli per il corretto posizionamento degli elettrodi in questo momento. Per garantire un contatto adeguato, la pelle verrà preparata per gli elettrodi; la zona verrà pulita con tamponi imbevuti di alcool e se necessario rasata. I dati provenienti dagli elettrodi verranno raccolti simultaneamente con un sistema di acquisizione sincronizzato con il sistema di analisi del movimento.

Nel caso in cui l'EMG di superficie (sEMG) non sia sufficientemente robusto per eseguire le prove, i ricercatori passeranno agli elettrodi ad aghi. Se viene stabilito che gli elettrodi ad ago devono essere utilizzati per raccogliere dati EMG sull'arto residuo di un determinato partecipante, il partecipante amputato incontrerà un medico del protocollo con una significativa esperienza di lavoro con il posizionamento degli elettrodi nella muscolatura dell'arto residuo. Poiché la muscolatura dell'arto residuo sarà diversa per ciascun partecipante, ai partecipanti verrà chiesto di effettuare contrazioni di prova (ad es. dorsiflessione della caviglia o flessione plantare) per assistere nella localizzazione dei siti muscolari. Gli elettrodi sterili a filo sottile verranno quindi posizionati dal medico sul protocollo in ciascuno dei muscoli di interesse. Gli aghi per il posizionamento degli elettrodi sono aghi calibro 27. Questi aghi vengono utilizzati in modo acuto nello spazio clinico per inserire gli elettrodi a filo sottile nei muscoli. Gli aghi vengono quindi rimossi, lasciando dietro di sé l'elettrodo a filo sottile. L'elettrodo a filo sottile è estremamente sottile, con un diametro di 0,051 mm. Poiché il posizionamento degli elettrodi è minimamente invasivo, ciò avverrà presso il laboratorio del cammino.

A ciascun partecipante verrà chiesto di completare un compito motorio generale valutando l'equilibrio statico e dinamico nelle proprie scarpe e con il dispositivo protesico che normalmente indossa per la deambulazione comunitaria. Al partecipante verrà chiesto di farlo più volte fino a raccogliere 5-10 prove con buoni contatti del piede sulle piastre di forza per ciascun lato (gamba) del corpo. Durante i test saranno previste pause di riposo regolari. Alla fine della sessione, un ricercatore esperto dello studio eseguirà un breve controllo visivo delle aree in cui gli elettrodi di superficie erano in contatto con la pelle per valutare queste aree di pressione. Ciò segnerà la fine delle procedure di studio.