Sonomyographic Upper Limb Prosthetics: 새로운 패러다임

구체적인 목표 1: 초음파 검사와 근전 직접 제어 간의 비교 조사자는 가상 환경에서 초음파 검사와 모드 전환을 통한 직접 근전 제어 간에 임상 결과 측정에 차이가 없다는 귀무 가설을 테스트하고자 합니다.

참가자: 조사관은 포함 및 제외 기준에 따라 총 10명의 편측 경방사상 절단 환자를 ​​모집합니다. 이 참가자들은 근전성 보철물의 사용에 순진할 것입니다. 이 연구는 가장 많은 사용자 집단을 대표하는 경방사상 절단 환자에 초점을 맞춥니다.

규약:

정보에 입각한 동의를 얻은 후 조사관은 Orthotics and Prosthetics User Survey Upper Extremity Functional Status(OPUS-UEFS)를 사용하여 피험자의 기능에 대한 기본 평가를 수행합니다. 그런 다음 피험자는 실험적 첫 번째 그룹(sonomyography 제어) 또는 표준 첫 번째 그룹(직접 제어)으로 무작위 배정됩니다. 주제는 2x2 AB/BA 교차 설계에 따라 두 제어 시스템을 사용하여 테스트됩니다.

초음파 검사 시스템에는 초음파 트랜스듀서를 통합하고 TASKA 의수를 제어하는 ​​맞춤형 테스트 소켓이 포함됩니다. 직접 제어 시스템에는 이중 사이트 전극을 통합하고 TASKA 의수를 제어하는 ​​맞춤형 테스트 소켓이 포함됩니다. 모든 소켓 피팅은 이 연구의 일환으로 보드 인증 보철 기사가 수행합니다.

초음파 검사 시스템에 적응한 후 실험 첫 번째 그룹의 피험자는 인증된 치료사가 4시간의 표준 작업 치료 교육을 받게 됩니다. 교육은 하루 2시간씩 2일에 걸쳐 진행됩니다. 각 교육 시간이 끝날 때 피험자는 가상 환경에서 피츠의 법칙 작업을 수행합니다. 과제와 1차 및 2차 결과 측정은 아래에 설명되어 있습니다. 교육이 완료된 후 피험자는 아래에 설명된 대로 일련의 1차 및 2차 임상 결과 측정을 사용하여 평가합니다. 마지막으로 피험자는 초음파 검사 시스템에 대한 만족도를 평가하기 위해 Trinity Amputation and Prosthesis Scales - Revised(TAPES-R)의 Prosthesis에 대한 만족도 섹션을 완료합니다. 4주의 세척 기간 후 피험자는 표준 시스템으로 넘어갑니다. 피험자는 직접 제어 시스템을 장착하고 위에서 설명한 것과 동일한 교육 및 테스트 절차를 거칩니다.

표준 첫 번째 그룹의 피험자는 먼저 직접 제어 시스템으로 훈련 및 테스트를 거친 다음 초음파 시스템으로 넘어갑니다.

피츠의 법칙 작업 프로토콜의 세부 사항:

피험자는 화면에 표시된 디스플레이에 따라 4가지 위치 중 하나로 팔다리를 움직입니다(연구 전략의 그림 16). 각 목표 위치를 달성하려면 어깨 외전의 양이 달라야 합니다. 참가자가 필요한 사지 위치에 도달하면 고리 모양의 대상이 표시됩니다. 피험자는 의족을 사용하여 대상과 일치시키기 위해 고리 모양 커서의 위치와 크기를 제어하는 ​​피츠의 법칙 작업을 수행합니다. Fitts의 법칙 작업에는 1, 2 또는 3개의 자유도가 있으며 각 자유도는 특정 운동 의도에 매핑됩니다. 예를 들어, 손목 굴곡은 수평 커서 이동을 제어할 수 있고 회내/회외는 수직 커서 이동을 제어할 수 있으며 손 열기/닫기는 커서의 반경을 제어할 수 있습니다. 피험자는 자유도를 순차적으로 또는 동시에 활성화할 수 있습니다.

고리너비(W)와 초기 커서 위치로부터의 거리(D)는 ID = log2(1+ D/W)에 따라 6개의 난이도 지표를 생성하도록 변경됩니다. 작업을 달성하기 위해 활성화해야 하는 자유도 수에 따라 세 가지 수준의 대상 복잡도가 있습니다(즉, 1 자유도 대상은 1 자유도에서만 활동이 필요함 등). 난이도(6)와 목표 복잡성(3)의 각 가능한 조합은 사지 위치당 3회 반복됩니다.

피험자는 10초 동안 목표와 일치하고 2초 동안 유지해야 하며 그렇지 않으면 시도가 실패한 것으로 간주됩니다. 12초 후 디스플레이에 다음 타겟이 표시됩니다.

데이터 분석:

다양한 보철물 시스템 내에서 성능의 변동성과 분포를 결정하기 위해 데이터를 평가합니다. 조사관은 1차 결과 측정을 사용하여 초음파 검사와 직접 제어 시스템이 동등한지 여부를 테스트합니다. 시스템 간의 성능 차이에 대한 보다 자세한 이해를 개발하기 위해 이차 결과 측정도 탐색됩니다. OPUS-UEFS를 사용한 기본 기능 측정에서 상당한 차이가 발견되면 조사관은 1차 및 2차 결과 측정에 대한 계층 분석을 수행합니다.

특정 목표 2. 초음파 검사와 속도 제어를 통한 패턴 인식 간의 비교 참가자: 조사관은 위에 언급된 포함 및 제외 기준에 따라 총 6명의 편측 경방사상 절단 환자를 ​​모집합니다. 이 참가자는 근전 패턴 인식 제어(IBT Sense)의 숙련된 사용자입니다. 이 연구는 가장 많은 사용자 집단을 대표하는 경방사상 절단 환자에 초점을 맞춥니다.

규약:

정보에 입각한 동의를 얻은 후 조사관은 Orthotics and Prosthetics User Survey Upper Extremity Functional Status(OPUS-UEFS)를 사용하여 피험자의 기능에 대한 기본 평가를 수행합니다. 그런 다음 피험자는 실험적 첫 번째 그룹(sonomyography 제어) 또는 표준 첫 번째 그룹(패턴 인식 제어)으로 무작위 배정됩니다. 주제는 2x2 AB/BA 교차 설계에 따라 두 제어 시스템을 사용하여 테스트됩니다.

초음파 검사 시스템에는 초음파 트랜스듀서를 통합하고 TASKA 의수를 제어하는 ​​맞춤형 테스트 소켓이 포함됩니다. 모든 소켓 피팅은 이 연구의 일환으로 보드 인증 보철 기사가 수행합니다. 패턴 인식 시스템에는 피험자의 임상 처방 소켓과 상업적으로 이용 가능한 패턴 인식 기술(IBT Sense)이 포함됩니다. 패턴 인식 시스템은 이 연구의 일부로 적합하지 않을 것입니다. 피험자는 연구에 등록하기 전에 이미 사용자 교육을 받았기 때문입니다.

초음파 검사 시스템에 적응한 후 실험 첫 번째 그룹의 피험자는 인증된 치료사가 4시간의 표준 작업 치료 교육을 받게 됩니다. 교육은 하루 2시간씩 2일에 걸쳐 진행됩니다. 각 교육 시간이 끝날 때 피험자는 가상 환경에서 피츠의 법칙 작업을 수행합니다. 과제와 1차 및 2차 결과 측정은 아래에 설명되어 있습니다. 교육이 완료된 후 피험자는 아래에 설명된 대로 일련의 1차 및 2차 임상 결과 측정을 사용하여 평가합니다. 마지막으로 피험자는 초음파 검사 시스템에 대한 만족도를 평가하기 위해 Trinity Amputation and Prosthesis Scales - Revised(TAPES-R)의 Prosthesis에 대한 만족도 섹션을 완료합니다. 4주의 세척 기간 후 피험자는 표준 시스템으로 넘어갑니다. 피험자는 교육을 받지 않고 대신 Fitts의 법칙 작업과 임상 결과 측정을 모두 사용하는 패턴 인식 시스템으로 즉시 테스트를 받게 됩니다.

표준 첫 번째 그룹의 피험자는 먼저 패턴 인식 시스템으로 테스트한 다음 초음파 시스템으로 넘어갑니다.

데이터 분석:

다양한 보철물 시스템 내에서 성능의 변동성과 분포를 결정하기 위해 데이터를 평가합니다. 조사관은 1차 결과 측정을 사용하여 초음파 검사 및 패턴 인식 제어 시스템이 동등한지 여부를 테스트합니다. 시스템 간의 성능 차이에 대한 보다 자세한 이해를 개발하기 위해 이차 결과 측정도 탐색됩니다. OPUS-UEFS를 사용한 기본 기능 측정에서 상당한 차이가 발견되면 조사관은 1차 및 2차 결과 측정에 대한 계층 분석을 수행합니다.