로봇 보조 유무에 따른 보행 시 에너지 소비량과 심폐부하

배경. 심폐질환 발병의 주요 위험인자인 심폐기능 장애는 뇌졸중 환자에게서 자주 보고되고 있다. 뇌졸중 환자의 평균 보행 에너지 비용, 즉 미터당 체중 킬로그램당 산소 소비량(밀리리터)은 건강한 대상에 비해 거의 두 배 높습니다(각각. 0.27ml/kg/m 대 0.15ml/kg/m). 뇌졸중 환자의 재활에서 주요 목표는 운동학적 및 기능적 보행 관련 매개변수를 개선하는 것입니다. 그러나 앞서 언급한 심폐 위험성 때문에 뇌졸중 환자의 보행재활 시 에너지 소모량과 심폐부하를 인지하는 것이 중요하다. 과거에는 보행 훈련이 주로 트레드밀 훈련, 지상 훈련 및/또는 보다 전통적인 치료법에 의해 수행되었지만 최근 몇 년 동안 보행 재활에서 로봇 지원의 구현이 증가하고 있습니다. 그러나 심폐 부하 및 에너지 소비에 대한 로봇 지원의 영향과 심폐 시스템에 잠재적으로 부정적인 및/또는 긍정적인 부작용이 무엇인지는 조사되지 않았으며 명확하지 않습니다.

지금까지 로봇 보조 보행의 짧은 보행 시간(최대 7분)은 로봇 보조 없이 걷는 것보다 에너지 소비가 적고 심폐 스트레스가 적은 것으로 보입니다. 그러나 더 긴 보행 시간이 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않습니다. 또한 로봇 보조 보행과 로봇 보조 없이 걷는 것 사이에 가능한 차이가 존재할 수 있는 이유도 명확하지 않습니다. 한 가지 가능한 설명은 시공간 보행 매개변수의 차이가 에너지 소비와 심폐 부하의 차이에 책임이 있다는 것입니다.

환자 모집. 재활 센터 St. Ursula(벨기에, Herk-de-Stad)의 뇌졸중 환자는 연구의 목적과 개입에 대한 구두 및 서면 정보를 받게 됩니다. 연구 참여에 동의한 적격 뇌졸중 환자를 모집합니다. 모든 참가자로부터 서명된 정보에 입각한 동의를 얻습니다.

표본의 크기. 샘플 크기 계산은 에너지 소비 및 심폐 부하에 대한 로봇 보조 없이 걷는 것과 비교하여 로봇 보조 보행의 효과 사이에 큰 효과 크기를 나타내는 이전 조사를 기반으로 합니다(동료 검토를 위해 제출된 체계적인 검토를 기반으로 함). 에너지 소비, 심폐 부하 및 인지된 피로에 대한 로봇 보조 보행의 큰 효과 크기(f = 0.40)를 감지하기 위해 대상 설계 내 반복 측정(3개의 보행 조건 및 4개의 측정)에서 5%의 유의 수준 및 80%의 검정력 수준, 21명의 대상자의 표본 크기가 필요합니다(Mac용 G*Power 3.1). 샘플 크기는 최대 24명의 대상으로 부풀려졌으므로 각 도보 순서는 동일한 횟수로 수행됩니다.

간섭. 환자는 각각 별도의 날에 3개의 단일 걷기 세션(60% 유도력으로 Lokomat에서 걷기, 러닝머신에서 걷기 및 지상 걷기)으로 테스트됩니다. 피험자 내에서 모든 보행 조건은 최대 30분 동안 동일한 양의 체중 지지(BWS)(필요한 경우)와 함께 동일한 편안한 보행 속도(CWS)로 수행됩니다. CWS(최대 Lokomat 속도에 해당하는 최대 3.2km/h) 및 BWS(필요한 경우)의 양은 연구 시작 전 별도의 날에 개별적으로 결정됩니다. 걷기 테스트는 미국심장협회(American Heart Association)에서 보고한 바와 같이 상대 또는 절대 징후가 제시되거나 환자가 계속 걸을 수 없을 때 조기에 종료됩니다. 환자는 개입 전 최소 3시간 전에는 음식, 알코올, 카페인 또는 니코틴을 섭취하지 않도록 하고 개입 전 최소 12시간 전에는 추가적인 격렬한 활동을 수행하지 않도록 요청합니다. 걷기 세션은 시간별로 통제됩니다. 연구 시작 전에 인구학적 및 임상적 특성을 수집하고 CWS 및 BWS의 양(필요한 경우)을 10분 보행 테스트에서 결정합니다. 각 보행 조건이 시작될 때 마우스 마스크(Metamax 3B, Cortex, Germany), 심박수 벨트(Polar H7) 및 2개의 웨어러블 발 센서(Physiolog, Gait Up, Switzerland)가 있는 흉부 운반 가스 분석 시스템이 수행됩니다. 적용된. 환자는 휴식 값(에너지 소비, 심폐 매개변수 및 인지된 피로도)이 등록되는 동안 5분 동안 앉아 있습니다. 5분의 휴식 시간 후, 환자는 에너지 소비, 심폐 매개변수, 인지된 피로 및 시공간 매개변수가 지속적으로 모니터링되는 동안 30분 동안 걸을 것입니다. 인지된 피로도는 매 분마다 등록됩니다. 휴식 시 평균 값, 걷기 세션의 시작, 중간 및 끝은 오프라인으로 계산됩니다.

무작위화 및 은폐. 걷기 세션은 3일에 무작위 순서로 진행됩니다. 독립적인 조사관은 임의 시퀀스 생성기를 사용하여 24명의 환자(12개 중 2개 시리즈)를 6개의 가능한 보행 순서 중 하나에 무작위로 할당합니다. 독립적인 조사자만 액세스할 수 있는 블라인드 및 잠긴 섹션이 있는 Excel 파일을 사용하여 조사자에 대한 할당이 숨겨집니다. 따라서 환자의 임의 보행 순서는 환자가 모집되고 그의 이름이 엑셀 시트에 입력된 경우에만 사용할 수 있습니다. 이 방법은 조사자가 다음 참가자의 보행 순서를 알지 못하도록 합니다.

탈락. 피험자가 탈락한 경우, 피험자는 탈락한 피험자와 동일한 무작위 순서로 세 번의 시도를 모두 수행할 새로운 참가자로 대체됩니다. 따라서 탈락의 경우 3가지 조건 모두에 참여한 24명의 환자 데이터가 수집될 때까지 추가 환자를 검사하게 된다.

통계 분석. 통계는 SPSS(IBM, Chicago, IL)를 사용하여 수행됩니다. 기본 인구 통계 및 임상 환자 특성에 대해 기술 통계가 계산됩니다. 다중 비교를 위한 Bonferroni 보정을 사용한 반복 측정 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 보행 조건 내에서 그리고 보행 조건 사이에서 1차 및 2차 결과의 차이를 분석합니다. 회귀 분석을 수행하여 시공간 매개변수(변화)가 에너지 소비(변화)를 예측할 수 있는지 여부를 평가합니다. 유의 수준은 5%로 설정됩니다.