バランスを改善するための自動義足の硬さ調整 (OSA)

下肢切断患者は、健常者やその他の臨床患者と比べて転倒のリスクが高く、人生を変えるような傷害を負う可能性が高くなります。 転倒の危険性が高まる主な原因は、バランス制御を維持するために重要な足首を横切る筋肉の喪失です。 補綴装置は、必要な安定性とサポートのために適切な剛性を提供するように設計されています。 研究では、バランスを維持するための最適な剛性は歩行活動（例えば、真っ直ぐ歩くか回転するか）によって異なることが示されていますが、臨床的に処方されているほとんどの補綴装置は受動的であり、固定された剛性レベルのみを提供します。 市販されている動力付き足首義足は、バランス制御を回復することが証明されていません。 したがって、この分野を進歩させ、下肢切断者のバランス制御を改善するには、さまざまな歩行活動にわたって足首の硬さを積極的に調整する補綴装置が非常に必要とされています。 この臨床試験の目標は、膝下切断患者が日常生活の典型的な歩行活動を行う際のバランス制御を最適化するプロテーゼの剛性を特定することです。 足首の硬さを作業要件に適合させることで、バランス制御が大幅に改善され、下肢切断者の転倒リスクが軽減されると考えています。

各参加者は、体重と活動レベル（標準的な臨床実践）によって剛性カテゴリーが決定される薄型義足、剛性カテゴリーが 2 カテゴリー硬い義足、および別の義足を含む新しい義足を装着します。剛性は 2 つのカテゴリーよりも低くなります。 参加者は既存のプロテーゼソケットとサスペンションシステムを引き続き使用しますが、パイロンの長さは必要に応じて調整されます。 さまざまな研究用プロテーゼをランダムな順序で装着しながら、9 つの歩行活動がモーション キャプチャ ラボで実行されます。

1. 平地を自分で選んだ速度で歩きます。
2. 平地では自分で選択した速度より 15% 遅い速度で歩きます。
3. 平地では自分で選択した速度より 15% 速い速度で歩きます。
4. 8%の坂道を自分で選んだ速度で歩きます。
5. 8% の坂道を自分で選んだ速度で歩きます。
6. 義足側で片手に5kgの荷物を持ちながら、平地を自分で選んだ速度で歩きます。
7. 平坦ではあるが凹凸のある地形を、自分で選択した速度で歩きます。
8. 義足側を円の内側にして、直径 2 メートルの円を自分で選択した速度で歩きます。
9. 義足側を円の外側にして、直径 2 メートルの円を自分で選択した速度で歩きます。

歩行活動 1 から 6 は、機器を備えたトレッドミルで実行されます。 アクティビティ 6 で運ぶ荷物は、ハンドル付きの買い物袋として構成されます。 アクティビティ 7 は、岩だらけの地形のトレッドミルで実行されます。 アクティビティ 8 と 9 は、実験室の床に埋め込まれた 5 つのフォース プレートを横切って、直径 2 メートルの円の輪郭に沿って地上で実行されます。 すべてのアクティビティ中の休憩は必要に応じて提供されます。

これらの実験からのデータは、前額面の全身角運動量のピークからピークまでの範囲 (バランス制御の尺度) を計算するために使用されます。 我々は、歩行活動ごとにバランス制御を最大化する（つまり、歩行周期にわたる前頭面全身角運動量のピークツーピーク範囲を最小化する）最適なユーザー固有の剛性プロファイルが存在すると仮説を立てます。