노인을 위한 운동학습 기반 휠체어 추진 훈련

표본의 크기:

계산 결과 0.05(G*Power 3.1)의 유의 수준에서 80% 검정력으로 유의미한 차이를 감지하기 위해 세 그룹 각각에 대해 10명의 참가자로 구성된 표본 크기가 생성되었습니다. 누락된 데이터 및 후속 조치에 대한 손실을 설명하기 위해 샘플 크기를 15% 증가시켜 세 그룹 각각이 총 36명의 참가자에 대해 12명의 참가자로 구성되도록 했습니다.

참가자 사례금:

• 모든 참가자는 세 가지 테스트 세션 각각에 대해 $15를 받게 됩니다.
• 개입 그룹(연습 또는 교육) 중 하나로 무작위 배정된 참가자는 여행 비용을 부분적으로 보상하기 위해 방문당 $5(테스트 세션 제외)를 받게 됩니다.

적격성 평가:

이 연구에 참여하는 데 관심이 있는 참가자는 연령 및 체중 요구 사항을 충족하고 상지 부상이 없으며 잠재적인 시간 약속을 이해하는지 확인하기 위해 전화로 적격성을 선별합니다. 참가자는 첫 약속을 위해 들어올 때 자격을 확인하기 위해 하나의 설문지를 작성해야 한다는 말을 듣게 됩니다. 참가자는 인지 장애 검사에 대한 정보에 입각한 동의를 제공한 후 간이 정신 검사를 완료합니다.

인구통계 설명 정보(기준):

참가자 모집단을 설명하는 데 중요한 변수는 다음을 포함하여 기준선에서 수집됩니다. 연령; 키; 섹스; 수동 휠체어를 사용하는 가족이나 친구에게 노출.

물리적 참가자 정보(기준선, 개입 후 및 개입 후 2주):

테스트 절차에 필요하거나 결과에 영향을 미칠 수 있는 물리적 변수는 다음을 포함하여 데이터 수집의 각 지점에서 측정됩니다. 그립 강도; 상지 관절 유연성; 및 자기 인식 체력 등급.

평가:

측정은 개입 전(기준선), 기준선 후 4주 및 6주 후에 수행됩니다. 한 명의 숙련된 평가자가 모든 평가를 관리합니다.

무작위화:

참가자가 등록되면 무작위화 알고리즘에 의해 운동 학습 기반 훈련, 실습 또는 통제 그룹에 무작위로 배정됩니다.

데이터 수집:

69세 이상인 경우 신체 활동 준비 상태 건강 검진(PARMED X) 또는 69세 미만인 경우 신체 활동 준비 상태 설문지(PAR-Q+)의 의사 서명 사본으로 정보에 입각한 동의를 제공하고 운동 승인을 입증한 후 참가자는 다음을 완료해야 합니다. 성별, 키, 몸무게, 나이, 일반적인 체력 수준 및 수동 휠링 경험을 포함한 인구 통계학적 설문지.

설문지를 작성한 후 참가자는 적절한 크기의 엘리베이션 휠체어(Instinct Mobility, Vancouver, BC)에 장착됩니다. 참가자는 휠체어에 앉아 있는 동안 손을 휠 상단에 놓았을 때 팔꿈치가 약 100도 각도를 이루도록 피팅됩니다. 측정 지점 전체의 일관성을 보장하기 위해 휠체어 피팅의 세부 사항이 기록되고 사후 테스트 중에 재현되어 편향을 최소화합니다. 운동 및 시간 변수 수집을 위한 계측 측정 휠(SmartWheel -Three Rivers Holdings, Mesa, AZ)은 휠체어의 오른쪽 휠로 교체하고 관성 일치 더미 휠은 휠체어의 왼쪽에 적용됩니다. 타이어 공기압은 권장 수준인 100psi로 팽창됩니다.

그런 다음 러닝머신에서 휠체어 사용자 시스템의 항력을 결정하기 위해 항력 테스트가 수행됩니다(Max-Mobility). 끌기 테스트 중에 참가자는 로프로 힘 변환기에 연결된 실험실용 휠체어에 수동적으로 앉게 됩니다. 일정한 속도(1.1m/s 또는 4.0km/h)에서 트레드밀의 각도는 10단계(0.5% 기울기)로 증가하고 각 각도에서 항력이 결정됩니다. 이 10가지 힘 측정값은 런닝머신의 각 경사각에 대한 출력(PO)을 계산하는 데 사용됩니다. 선형 회귀를 사용하여 PO를 결정합니다(PO(W) = 항력(N) · 벨트 속도(m/s)에 따라 항력에 속도를 곱하여 계산됨). 끌기 테스트를 완료하는 데 약 5분이 걸립니다.

휠체어 런닝머신 측면에 있는 안전 스트랩은 승강 휠체어 전면(전면 캐스터 휠 위의 금속 프레임)에 부착됩니다. 데이터 수집에 앞서 참가자는 휠체어 러닝머신에 익숙해지는 데 5분의 시간을 갖게 되며 점차적으로 데이터 수집에 사용될 설정 속도인 1.1m/s(4.0km/h)까지 올라갑니다. 이전 연구에서는 1.1m/s의 속도가 미국의 일부 교차로를 통과하는 데 필요한 최소 속도이기 때문에 생체 역학 테스트에 사용했습니다. 모든 참가자가 테스트 시도에서 동일한 양의 작업을 수행하도록 보장하기 위해 전력 출력은 0.7%의 경사에서 0.7%의 경사에서 0.15W/kg으로 표준화됩니다. 4-6km/h. PO가 0.15 W/kg이 되도록 도르래 시스템을 통해 휠체어 뒷면에 저항을 적용합니다. 휠체어 추진의 산소 비용은 PO의 영향을 받으므로 PO를 표준화하면 체중과 휠체어 ​​구성의 차이로 인한 항력 차이를 제거할 수 있습니다. PO 표준화는 또한 사전 테스트에서 사후 테스트, 한 달 사후 테스트까지 참가자의 가중치 변화를 설명합니다.

참가자가 러닝머신에서 편안하게 이동한 후 Parvo Medics의 TrueOne 2400 신진대사 측정 시스템용 마우스피스와 코 플러그를 개인에게 장착합니다. 참가자가 정상적으로 호흡하고(즉, 과호흡하지 않음) 호흡 교환 비율 값이 적절한지(0.9 미만) 확인하기 위해 10분의 기준선(휴식 상태) 데이터가 수집됩니다. 그런 다음 참가자는 속도를 점차적으로 1.1m/s로 증가시키면서 휠링을 시작하고 달성된 속도에 도달하면(약 15초) 5분간의 데이터 수집이 시작됩니다.

동역학 및 시공간적 특성:

SmartWheel의 데이터는 독점 소프트웨어를 사용하여 240Hz에서 수집되고 차단 주파수가 20Hz인 4차 저역 통과 버터워스 필터를 사용하여 필터링됩니다. SmartWheel™으로 수집된 변수에는 3차원 힘, 총 힘(√(Fx2+Fy2+Fz2)), 접선력(전방 추진에 작용하는 힘), 케이던스(사이클/초), 푸시 각도 및 속도가 포함됩니다.

휠링 패턴 두 개의 Optotrak 3020(NDI, Waterloo, ON) 위치 센서를 사용하여 세 번째 중수지절 관절 위치의 시상면 2D 운동학적 데이터를 기록합니다. 세 번째 중수지절 관절에 배치된 마커는 각 피험자의 휠링 전략을 정의하는 데 사용됩니다. 운동학 데이터는 200Hz의 샘플링 주파수에서 수집됩니다. 모든 데이터는 4차 7Hz 저역 통과 버터워스 필터를 사용하여 필터링됩니다.

데이터 분석:

키네틱 및 키네마틱 휠링 데이터는 외부 트리거 펄스에 의해 동기화되고 푸시 림에 적용된 힘의 시작을 기준으로 주기로 분할되며 주기의 100%로 정규화됩니다. 마지막 5분 이내에 발생하는 휠링 주기의 데이터는 각 참가자에 대해 평균을 냅니다.

마지막 5분 이내에 발생하는 휠링 주기의 손 궤적 프로파일은 휠링 패턴을 네 가지 범주 중 하나로 분류하는 데 사용됩니다. 참가자 그룹 할당에 눈이 먼 두 명의 조사관이 정의에 따라 휠링 전략을 독립적으로 분류합니다. 일관성을 보장하기 위해 두 조사자 간에 휠링 전략을 비교합니다.

운동 학습 기반 훈련 개입:

운동 학습 기반 교육은 1명의 트레이너가 관리합니다. 그녀는 휠체어 추진을 연구한 6년 이상의 경험이 있으며 수동 및 전동 휠체어 기술과 관련된 다른 ML 기반 교육을 제공한 경험이 있습니다. 3명의 훈련된 자원 봉사자가 순환 일정에 따라 사전 및 사후 테스트와 1개월 유지 테스트를 지원할 것입니다. 자원 봉사자는 테스트 프로토콜에 대한 3시간의 교육을 받게 됩니다. 참가자는 3주 동안 6 x 20분 일대일 교육 세션에 참여해야 합니다(2 세션/주). 6개의 세션이 선택된 이유는 생체 역학적 변수의 개선이 단 12분의 훈련에서 관찰되었지만 다른 지속적인 기술의 움직임 효율성의 개선이 6개의 세션 내에서 관찰되었기 때문입니다.

운동 학습 기반 교육은 운동 학습 분야의 일부 핵심 개념에 초점을 맞출 것입니다. 운동 학습 개념에는 속도, 피드백(내재적 및 외재적 둘 다 있지만 외재성에 집중), 세 가지 주요 변수(휠링 패턴, 푸시 림에 접촉할 때 손의 속도, 푸시 각도)에 초점을 맞춘 피드백, 순차 학습( 특히 휠링 패턴과 관련됨) 및 정신적 이미지(휴식 중).

실습 개입:

연습 개입은 1명의 트레이너가 관리합니다. 그녀는 6년 이상의 수동 휠체어 추진 연구 경험이 있습니다. 참가자는 3주 동안 6 x 20분 일대일 교육 세션에 참여해야 합니다(2 세션/주). 6개의 세션이 선택된 이유는 생체 역학적 변수의 개선이 단 12분의 훈련에서 관찰되었지만 다른 지속적인 기술의 움직임 효율성의 개선이 6개의 세션 내에서 관찰되었기 때문입니다.

일반적인 실습은 노출을 통한 경험을 제공하고 실습에서 얻은 반복은 운동 학습의 요소로 간주될 수 있지만 운동 학습 원리에 중점을 둔 일대일 교육에 추가 이점이 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 개인이 스스로 수행할 수 있습니다. 연습 개입 동안 일부 '운동 학습'이 발생할 것으로 예상되지만, 더 적은 정도로 발생할 것으로 가정됩니다.

모터 학습 기반 교육 및 연습 일정 및 장비:

이 연구를 위해 교육은 밴쿠버의 Human Mobility Laboratory의 Blusson 척수 센터에서 진행됩니다. Blusson Spinal Cord Center는 척추 진료소와 여러 연구소가 있는 지역사회 기반 시설입니다.

대조군:

통제 그룹은 교육을 받지 않지만 개입 그룹과 동일한 시점에 테스트를 받게 됩니다.

다른:

참가자는 사전 테스트를 완료한 후 두 그룹 중 어느 그룹에 배정되었는지에 따라 실습 또는 운동 학습 기반 교육에 대한 간략한 개요를 제공받게 됩니다. 참가자들에게 '운동 학습 기반 교육'과 '통제' 그룹이 있음을 알리지만 두 가지 다른 유형의 교육을 탐색하고 있다는 사실은 실습 그룹이 자신의 교육이 열등하다고 느끼지 않도록 공개하지 않습니다. 운동 학습 기반 훈련 그룹에.

실습 또는 운동 학습 기반 교육이 완료되면 참가자는 교육에 대해 좋아하고 싫어하는 점과 새로운 휠체어 사용자에게 유용할 것이라고 생각하는지 여부에 대한 개방형 종료 설문지를 작성해야 합니다.

데이터 합성 및 분석:

기술 통계는 인구 통계 및 신체 정보에 대해 합성됩니다.

1차 결과에 대한 운동 학습 기반 훈련의 효과(총 기계 효율 및 2차 결과는 3 x 3 혼합 요인 반복 측정 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 추정됩니다. 조정된 p-값은 기준선 특성 간의 다중 비교를 수정하는 데 사용됩니다. 카이 제곱 테스트는 훈련 노출을 기반으로 범주형 변수(추진 기술) 사전 및 사후 테스트의 차이를 결정하는 데 사용됩니다. 유의성은 알파 = 0.05입니다.