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下肢切断者に対するソケットの形状と手動ソケットとデジタルソケットの臨床結果

2024年7月9日 更新者:West Park Healthcare Centre

下肢切断者向けの手動設計とデジタル設計の義足ソケット間のソケット形状と臨床転帰の比較: 実現可能性研究

下肢義足の最も重要な側面は、人間と機械義足システムの間のインターフェースとしてのソケットです。 ソケットが断端に適切にフィットすることは、快適さ、サスペンション、エネルギー消費、そして最終的には残りの義肢の機能効率を決定する重要な要素です。 ソケットに不快感を感じる場合、患者はプロテーゼを装着できない場合があります。

従来の補綴ソケットの製造は、いくつかの段階を含む高度な技術を必要とするプロセスです。 断端の形状の取得と型の修正は、手作業による実践的なアプローチで実行されます。 これは臨床医間の不一致につながり、人的ミスの可能性が高まります。 高度なコンピュータ支援設計 (CAD) と製造 (CAM) を使用して、このプロセスを改善する機会があります。 3D プリントを活用すると、人工ソケットなどの 1 回限りの複雑で有機的な形状を簡単に製造できます。 ただし、デジタル方式では、臨床医が手動でソケットを設計するときに一般に恩恵を受ける触覚フィードバックが除去されるため、ソケットをどのように修正するかについてある程度の不確実性が生じます。 さらに、学習曲線の違いにより、異なる臨床医によって行われた修正に不一致が生じる可能性があります。

臨床医は手動からデジタル方式への知識の伝達に躊躇するかもしれませんが、CAD を使用して設計されたソケットは依然として良好な結果をもたらします。 臨床における標準ツールとして 3D プリンティングを広く採用するためには、デジタル設計プロセスがソケットの形状にどのような影響を与えるか、またそれが切断患者の臨床転帰にどのような影響を与えるかをより深く理解するためにさらなる研究が必要です。

研究者らは、(1) デジタル設計のソケットと手動設計のソケットには幾何学的な違いがある、(2) デジタル設計のソケットは手動設計のソケットと比較してより良い臨床転帰をもたらす、(3) 臨床転帰は改善される、という仮説を立てています。ソケットの特定の領域を中心とした幾何学的差異に相関します。 ただし、効果的なプロトコルを決定するには、実現可能性の調査が必要です。 この実現可能性研究は、下肢切断者向けに手動設計のデバイスとデジタル設計のデバイスを比較して、ソケットの形状と義足の成果を調査することを目的としています。 調査結果は、現在の 3D プリント技術を改善し、ユーザーにとっての成果を探求するのに役立ちます。

調査の概要

詳細な説明

このクロスオーバー症例対照実現可能性研究は、下肢切断者向けに手動設計されたデバイスとデジタル設計されたデバイス間で比較されたソケットの形状と補綴の成果を調査することを目的としています。 実現可能性と結果の尺度は、日常的な補綴ケアの 3 つの主要な段階、つまりソケットの製作、ソケットのフィッティング、および機能テストで測定されます。

ソケットの製造:

参加者は、(1) 石膏包帯を使用した手動鋳造、および (2) 3D スキャナー (Artec Eva、Artec 3D、ルクセンブルク) を使用したスキャンを通じて、補綴装置の測定を行います。 患者の断端軟部組織密度も、標準ゲージ (Fowler Depth Gage、Fowler Co., Inc.、マサチューセッツ州、米国) を使用して、特定のランドマーク (内側フレア、遠位端、外側、膝窩領域、脛骨遠位) で測定されます。 臨床医は、OMEGA ソフトウェア (OMEGA ソフトウェア、WillowWood Global LLC、オハイオ州、米国) を使用して、ポジティブ石膏模型 (ここでは M ソケット) を手動で修正し、スキャンされた印象 (ここでは AD ソケット) をデジタル修正します。 M ソケットのポジティブ キャストは、キャストをスキャンして OMEGA にエクスポートすることでデジタル化されます。 このスキャンされた M ソケット ファイルと CAD ソケット ファイルはそれぞれ、ナイロンベースの熱可塑性プラスチックで 3D プリントされます (Stratasys F370、Stratasys Ltd.、ミネソタ州、米国)。 従来、ソケットは金型の上に熱可塑性プラスチックをドレーピングすることによって製造されていましたが、この研究では両方のソケットが 3D プリントされます。 その後、現在の標準治療で行われているように、3D プリントされた 2 つのソケットが強化され、グラスファイバーと樹脂素材を使用して対応するコンポーネント アダプターに接続されます。 混乱を避けるために、同じサスペンションとコンポーネントが使用されます。 被験者には、各形状捕捉プロセスの経験を採点するための患者体験調査が与えられます。 この調査は、ソケットを装着する前に、研究助手によって対面インタビュー手法を使用して実施されます。

ソケットフィッティング:

両方のソケットが被験者に装着され、即時のソケット快適スコアがアナログ視覚スケールを介して記録され、患者が各デバイスを装着している日ごとに記録されます。 即時のソケットの適合は、ソケットに追加する必要があるフィラー ソック プライの数によって記録されます。 また、臨床医によってソケットに加えられた変更 (スポットの緩和など) も記録されます。 被験者は、被験者自身の判断と臨床医の判断の両方に基づいて、より快適でよりフィットするソケットを使用して治療を継続します。 被験者が両方のソケットが同等に快適であると感じた場合、治療を続けるために好ましいソケットを選択できるようになります。 患者の希望に応じて、医療提供者が選択を支援します。 被験者は選択したソケットに順応するために 2 日間与えられ、被験者の治療セッション中に 1 日 1 回ソケット コンフォート スコアの再検査が行われ、退院 1 日前に機能検査が行われます (下記に定義)。

機能テスト:

ウェスト パークから退院する 1 日前、治療完了後、参加者は L テストと 2 分間歩行テスト (2MWT) によって機能検査を受けます。 このタイムラインは、参加者が平行棒の外を安全に歩けるようにするためのものです。 機能的可動性の L テストはデバイスを使用して実施されます。 患者の安全のため、椅子は検査エリアのすぐ近くに配置され、被験者は自分で選んだ移動補助器具を使って歩くことが許可されます。 練習走行は 1 回、その後 2 回の試行が許可され、試行間に 1 分間の休憩が含まれます。 2 回のトライアルの平均時間がデータ分析に使用されます。 機能の 2 番目の尺度として、L テストの後に 2 分間歩行テスト (2MWT) が実施されます。 学習効果と練習効果を制御するために、被験者はテストに慣れるか、テストの少なくとも 1 日前に 1 つ以上の練習テストを受けます。 被験者は、選択した移動補助具を使用して歩くことが許可され、2 分間休憩することが許可されます。

機能テストは、説明した順序で実行されます。 機能データは、結果の偏りを防ぐために、患者に適合する臨床医以外のチームメンバーによって収集されます。 患者の安全を確保するために、検査は研究に関与していない理学療法士によって実施されます。 装置を盲目にするために、研究者は最初にソケットを試したときにそのソケットが設計された方法について患者に開示しません。 研究終了後、参加者はデバイスを家に持ち帰ります。

臨床転帰測定データは記述的に報告され(平均値、SD、最小値および最大値)、将来の研究に情報を提供するためにデータ収集が完了する前に、目的の分析を詳細に記載した統計分析計画が作成されます。 効果の大きさは、将来の研究のサンプル サイズの計算をサポートするために計算されます。 実現可能性データが収集され、実現可能性分析の成否は次の先験的な基準に基づいて決定されます: 適格な潜在的参加者全員の採用率 ≥70%。募集された参加者の 70% 以上が、最終的な研究での使用に適した定量的および定性的データの効果的な収集を可能にする、記載されたプロトコルを遵守しました。 <20% が研究から脱落しました。 SCS、L テスト、および 2MWT は、プロトコルの許容可能かつ適切な結果尺度として特定されました。定量的および定性的データは、デジタル設計されたソケットの形状が手動設計のソケットとは異なることを示唆しました。 採用率、遵守率、脱落率は、研究の開始 (積極的な採用が開始された後) と研究の終了 (望ましいサンプル サイズに達した後) の間に得られた平均を使用して計算されます。 この研究では、基準の少なくとも 1 つが満たされない場合、大規模な研究は実行不可能であると判断されます。

研究の種類

介入

入学 (実際)

10

段階

  • 適用できない

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究場所

    • Ontario
      • Toronto、Ontario、カナダ、M6M 2J5
        • West Park Healthcare Centre

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

  • 大人
  • 高齢者

健康ボランティアの受け入れ

いいえ

説明

包含基準:

  • 入院患者様(18歳以上)
  • 片側下脛骨切断
  • 予備補綴装置を受ける資格がある
  • 英語による口頭および書面でのコミュニケーションが可能であること
  • 追加の 30 分間の 3D スキャン セッションへの参加に耐えられる

除外基準:

  • 重大な認知障害の提示
  • てんかんの歴史
  • 研究期間中の任意の時点で透析を受けている

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか?

デザインの詳細

  • 主な目的:他の
  • 割り当て:なし
  • 介入モデル:単一グループの割り当て
  • マスキング:なし(オープンラベル)

武器と介入

参加者グループ / アーム
介入・治療
実験的:3D プリントされたソケット
参加者の断端の 3D スキャンはデジタル修正され、3D プリンティングを使用して製造されます。
入院患者の形状キャプチャの予約中に、参加者は、(1) パリ石膏包帯を使用した手動鋳造と、(2) 3D スキャナーを使用したスキャンを通じて、補綴装置の測定を行います。 臨床医は、ポジ型石膏を手動で修正し、OMEGA ソフトウェアを使用してスキャンした印象をデジタル的に修正します。 手動で修正されたポジ型は、型をスキャンしてデジタル化され、3D プリントされます。 デジタル修正されたソケット ファイルも 3D プリントされます。 研究者は、3D プリント後に 2 つのソケットを区別するために各ソケットに匿名化マークを付け、ソケットが患者に適合する順序を記録します。

この研究は何を測定していますか?

主要な結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
患者採用率
時間枠:学習完了までに平均1年
対象となる患者の数と採用された患者の数は、研究期間を通じて追跡されます。
学習完了までに平均1年
プロトコルの遵守
時間枠:学習完了までに平均1年
プロトコル手順(つまり、鋳造、CAD、3D プリンティング、または機能テストプロトコル)の順守は研究期間全体を通じて追跡され、手順の標準化されたチェックリストが維持され、忠実度評価の目的どおりに手順が実施される割合を測定します。
学習完了までに平均1年
患者維持率
時間枠:学習完了までに平均1年
患者の脱落率は研究期間を通じて追跡されます。
学習完了までに平均1年

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
ソケットの形状の違い
時間枠:学習完了までに平均1年
2 つのソケットの 3D 形状は、CAD ソフトウェアで 2 つのファイルを重ね合わせ、印象全体の寸法の差異を測定することによって比較されます。 全体的な平均の差と、矯正が行われた解剖学的領域での局所的な差が記録されます。 これらには、膝蓋骨、脛骨結節、脛骨遠位、腓骨頭、大腿骨内側顆および外側顆の感圧領域が含まれます。膝蓋骨腱の耐圧領域、脛骨の内側および外側の広がり、腓骨の外側の広がり、膝窩領域、および断端の遠位端。 その他に特定された大きな違いはすべて測定され、その位置が記録されます。
学習完了までに平均1年
ソケットコンフォートスコアの変化
時間枠:学習完了までに平均1年
患者によるソケットの快適さを把握するための数値スケールも使用されます (0 = 全く快適ではない、10 = 非常に快適)。
学習完了までに平均1年
2分間の歩行テスト
時間枠:ウェストパークから退院する前日に行われました。
参加者は、それ以上の励ましはせずに、2 分間でできるだけ遠くまで往復するように指示されます。 テストの少なくとも 1 日前までに 1 つ以上の模擬テストが許可されます。 テスト管理者はペーシングの影響を最小限に抑えるために被験者の後ろを歩きます。
ウェストパークから退院する前日に行われました。
L検定
時間枠:学習完了までに平均1年
参加者は、椅子から立ち上がって、7 メートル直進し、90 度回転し、3 メートル歩いて、180 度回転して椅子に座るよう指示されます。 ストップウォッチを使用して、「行きます」という言葉から被験者が戻ってくるときに被験者のお尻が最初に座面に当たるまでの時間を記録します。 テスト管理者はデジタル ストップウォッチを使用して時間を計測し、カウンター付きの調整されたホイールを使用して歩行距離を測定します。 1 回の練習走行が許可され、その後 2 回の試行が許可され、試行間に 1 分間の休憩が含まれます。 2 回のトライアルの平均時間がデータ分析に使用されます。
学習完了までに平均1年

その他の成果指標

結果測定
メジャーの説明
時間枠
人口統計
時間枠:学習完了までに平均1年
LLA を持つ人々から収集される人口統計上の質問には、年齢、性別、切断の原因、教育レベル、就労状況などが含まれます。
学習完了までに平均1年
生理的コスト指数
時間枠:学習完了までに平均1年
2 分間の歩行テスト心拍数から、安静時心拍数と活動心拍数の差を 2 分間の歩行距離に基づく平均歩行速度で割って計算されます。 PCI は切断者の酸素摂取量とよく相関しているため、歩行効率の有用な推定値が得られます。
学習完了までに平均1年

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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捜査官

  • 主任研究者:Winfried Heim, MSc, C.P.(c)、West Park Healthcare Centre

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (実際)

2021年11月10日

一次修了 (実際)

2023年11月30日

研究の完了 (実際)

2023年11月30日

試験登録日

最初に提出

2021年7月28日

QC基準を満たした最初の提出物

2024年7月9日

最初の投稿 (実際)

2024年7月16日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

2024年7月16日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2024年7月9日

最終確認日

2024年7月1日

詳しくは

本研究に関する用語

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

いいえ

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。

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