下肢切断者のための電動義肢

AIM1:

全ての研究において、参加者は自身の受動的義肢と、動力付き、半アクティブ、および受動的な足首を組み合わせた軽量動力付き膝を用いて同じ実験プロトコルを繰り返します。 研究者はまた、各試験条件における直感性、安全性、身体的負荷、精神的負荷を評価するために、5段階のリッカート尺度に基づく質問票を実施します。 参加者は別途のトレーニングセッションでプロトコルと義肢に慣れる時間を確保します。

パート1：平地および傾斜歩行の労力。 この研究では、参加者が自己選択の快適な速度で計測トレッドミル上を歩行する際の歩行労力を評価します。 最初の研究の主要アウトカムは、義肢側の最大股関節屈曲トルクを通じて測定される残肢の労力です。 副次的アウトカムには、対側脚の労力、歩行の対称性、バランスが含まれます。 実験プロトコルは、別々の実験セッションで異なる傾斜（例：0%、±10%）に対して繰り返されます。

パート2：階段歩行。 この研究では、階段昇降時の速度と労力を分析します。 参加者は、7段（うち4段が計測可能）の計測階段上を歩行します。 階段昇りの主要アウトカムは、義肢の仕事量と残肢の仕事量の比率であり、一方、階段降りでは、研究者は健側の膝と足首の仕事量を使用します。 残肢、対側脚、および上半身の労力（手すりにかかる力）は、主観的嗜好とともに副次的アウトカムとなります。

パート3：座立動作の遷移。 この研究では、参加者が座る動作と立つ動作の間を遷移する際の生体力学を評価します。 参加者は、肘掛けのない椅子から自己選択のペースで座立および立座動作を行います。 研究者は、以前の座立および立座研究と同様に全身の生体力学を評価します。 この研究の主要アウトカムは、非対称性の程度です。

AIM2:

参加者は、処方された義肢と、直接筋電制御および間接的自発制御を用いた軽量動力付き義肢で実験プロトコルを繰り返します。 実験は、全身の運動学および力学を評価するためにモーションキャプチャーラボで実施されます。 研究者はまた、各試験条件における直感性、安全性、身体的負荷、精神的負荷を評価するために、5段階のリッカート尺度に基づく質問票を実施します。 参加者は、専用のトレーニングセッションでプロトコルと義肢のコントローラーに慣れる時間を確保します。

パート1：異なる速度および負荷条件での傾斜歩行。 この研究では、物を持ちながら様々な速度で斜面／下り坂を歩行する能力を評価します。 この目的のために、参加者は自己選択速度およびその130%の速度で、両手に20ポンドの負荷を持つ場合と持たない場合の両方で計測トレッドミル上を歩行します。 健側と義肢側の股関節最大トルクの差が主要アウトカムとして使用されます。 副次的アウトカムには、歩行の対称性、バランス、および主観的嗜好が含まれます。 別々のセッション中に、実験プロトコルは10%の上り坂と10%の下り坂で繰り返されます。

パート2：異なる速度および負荷条件での階段昇降。 この研究では、異なる速度および負荷条件下での階段昇降能力を評価します。 参加者は、快適な自己選択速度と速い自己選択速度で計測階段を昇ります。 参加者は、両手またはバックパックで20ポンドの物体を持つ場合と持たない場合の両方で両方の速度で階段を昇ります。 健側と義肢側の膝最大トルクの差が主要アウトカムとして使用されます。 副次的アウトカムには、対側脚の労力、歩行の対称性、バランスが含まれます。

パート3：立ち上がり、スクワット、ランジ、および膝立ち。 この研究では、異なる負荷条件下での立ち上がり、スクワット、およびランジの能力を評価します。 参加者は、座立動作を5回繰り返します。 その後、スクワット、ランジ、膝立ちを5回行います。 主要アウトカムは、義肢の荷重負担となります。 副次的アウトカムには、完了までの時間、関節の労力、主観的嗜好が含まれます。

AIM3:

参加者は、処方された義肢と軽量動力付き義肢で実験プロトコルを繰り返します。 専用のトレーニングセッション中に、プロトコルに慣れる時間を確保します。

パート1：歩行サーキット。 参加者は歩行サーキットを10回試行します。 椅子から始まり、立ち上がり、4段階段まで歩き、階段を昇って高架プラットフォームに上がり、プラットフォーム上を歩き続け、方向転換し、2段階段を使用して中間プラットフォームを降り、ランプを降り、椅子まで歩き、座って終了します。 次に、椅子に座ることから始まり、ランプ昇りで終わる逆サーキットの10回試行が完了します。 主要アウトカムは、サーキット完了の平均時間です。 副次的アウトカムは、遷移中の関節運動学と主観的嗜好です。

パート2：自己選択歩行速度。 参加者は、自己ペースの計測トレッドミル上で10メートル歩行時間テストを行います。 歩行速度が主要アウトカムとなります。 副次的アウトカムには、時空間的歩行対称性と主観的嗜好が含まれます。

パート3：下肢切断者移動能力予測テスト。 この研究は、下肢切断者向けに検証された信頼性の高いパフォーマンス測定である下肢切断者移動能力予測テストを使用して臨床アウトカム測定を評価し、義肢移動能力の制限を特定し、日常生活活動中に必要ないくつかの機能的移動タスクを測定することを目的としています。

パート4：実世界での移動能力。 この研究は、複雑な家庭および地域環境における移動能力の定量的評価を提供します。 この目的のために、研究者は参加者が一般的な日常生活活動を行う際のパフォーマンスと満足度を測定します。これには、家事（床のモップがけ、ベッドメイキング、料理、食料品の買い物）およびレジャー活動（犬の散歩、公園での散策、ガーデニング）が含まれます。 主観的嗜好が主要アウトカムとなり、直感性、安全性、身体的負荷、精神的負荷について別々の評価を含む質問票を実施することで評価されます。 副次的アウトカムは運動学であり、研究者はIMUベースのモーションキャプチャーシステムを使用して評価します。