各種義足・足首機構の比較

被験者の選択と同意:

対象者は以下の優先順位に基づいて選択されます。 以前にバイオメカトロニクス研究室との同様の研究に参加し、すでに健康状態と運動レベルのスクリーニングを受けている被験者に最初に連絡します。 追加の科目が必要な場合は、募集チラシと選考アンケートが候補者に送信されます。 チラシとアンケートのコピーは、添付ファイルのセクションに含まれています。 実験セッションの前に、被験者はインフォームドコンセントフォームを読んで署名するよう求められ、プロジェクトについて説明し、質問があれば答えます。 また、トライアルを開始する前に、使用されている機器に慣れるための時間が与えられます。 必要に応じて、マサチューセッツ州バーリントンの A Step Ahead Prosthetics のプロの義肢装具士によって被験者の位置調整とフィッティングが行われます。 A Step Ahead Prosthetics の職員は、研究を実施したり、研究成果や出版物に利害関係を持ったりすることはありません。

服装:

被験者には、肌にぴったりとフィットするシャツ、ランニングパンツ、薄型の靴など、体にぴったりとフィットした服を着用するよう求められます。 それが不可能な場合は、対象者のニーズに応じて衣服が提供されます。 研究者は、ビデオカメラで撮影するために反射ボールを配置できるように、被験者に肌にぴったりと密着するベルクロの服装を提供し、着用を要求する場合もあります。

場所とタイムライン:

実験セッションは、75 Amherst St.、Cambridge、MA 02139 にある MIT バイオメカトロニクス研究所 (E14-274) で実施されます。 補綴装置の調整とフィッティングは、A Step Ahead Prosthetics, 21 A. St., Burlington, MA 01803 で行われます。

合計の学習時間は、おそらく 4 時間のセッションを 2 回かけて、被験者あたり 8 時間になると予想されます。 これらのセッションは 1 日で完了することも、2 日かけて完了することもできます。 被験者の選択後、研究全体には 3 か月かかると予想されます。

パワードプロテーゼ:

被験者には、セッション中に通常の義足の代わりに装着する、コンピューター制御の電動足首義足が 2 つ与えられます。 これらには、Blatchford Elan や、バイオメカトロニクス研究室で開発された可変剛性プロテーゼが含まれます。 これらの動力付き義足は、歩行中に能動的な補助を提供したり、機械的特性を変更したりする機能を備えています。 コントロールは、デバイスに応じてワイヤレスリンクまたはハードワイヤード接続を通じて調整できます。 実験が始まる前に、被験者にはプロテーゼの使い方を練習するために必要なだけの時間が与えられます。

受動的プロテーゼ:

被験者には、セッション中に通常のプロテーゼの代わりに装着する 3 つのパッシブ プロテーゼが与えられます。 これらには、Ossur Pro-flex XC、パッシブ スライディング ビーム プロテーゼ、足首の平衡角度を手動で変更できるパッシブ プロテーゼが含まれます。 実験が始まる前に、被験者にはプロテーゼの使用を練習するために必要なだけの時間が与えられます。

データ収集：

データ収集は 2 つのセグメントに分けて行われることが予想されます。 最初のセグメントは、トレッドミル上で 0.5 ～ 1.5m/s の 3 つの速度で平地を歩くことで構成されます。 （ゆっくりから早く歩く）。 各速度で、ランダムに選択された 5 つのプロテーゼすべてがそれぞれ 2 分間テストされます。 動きは VICON モーション キャプチャ システムでキャプチャされ、地面反力は Bertec 力感知トレッドミルを使用して測定されます。 各速度について、すべての義足のテストが完了したら、各被験者にはアンケートが与えられ、かかと着地（立脚初期）、ロールオーバー（立脚中期）、および動力底屈（立脚後期）で各義足がどのように機能したかを確認します。 さらに、各被験者には、各プロテーゼが一般的にどのように機能したか、および個人的な好みが尋ねられます。 このテストは 3 つの歩行速度で行われ、3 つのアンケートが完了します。

さらに、被験者は、平地の歩行面上に置かれ、最大 30 フィート離れた 2 つの円錐の周りを、好みの歩行速度で 8 の字パターンで歩きます。 被験者は、ランダムに選択された義足ごとに 8 の字歩行を少なくとも 5 回実行します。 すべてのプロテーゼのテストが完了すると、各被験者にはアンケートが与えられ、各プロテーゼの一般的な性能と個人的な好みを確認します。

2番目のセッションは坂道と階段ウォーキングで構成されます。 各被験者は、ランダムに選択された順序で、好みの速度で水平から 4° ～ 10° 傾斜した階段とスロープを上り下りします。 動きは VICON モーション キャプチャ システムでキャプチャされ、地面反力は坂道歩行には Bertec 力感知トレッドミルを、階段歩行には力感知階段を使用して測定されます。 無作為に選択された 5 つのプロテーゼすべてがテストされます。 被験者は、義足ごとに階段の上り下りをそれぞれ最低 5 回実行します。 器具付きトレッドミルでの坂道歩行の場合、被験者は各義足を使用して、坂道を登る場合は合計 2 分間、坂道を下る場合は 2 分間歩きます。 坂道や階段の上り下りごとに、すべての義足のテストが完了したら、各被験者にアンケートを実施して、各義足の一般的な性能と個人的な好みを確認します。 このテストは、階段昇降トライアルの後に同様に、斜面地形のタイプ全体で行われ、各被験者に対して 3 つのアンケートが完了します。