Gemotoriseerde Prothesen voor Onderste-Ledematen Amputaties

DOEL1:

Voor alle studies zullen deelnemers hetzelfde experimentele protocol herhalen met hun passieve prothesen en onze lichtgewicht aangedreven knie gecombineerd met aangedreven, semi-actieve en passieve enkel. De onderzoekers zullen ook een vragenlijst afnemen op basis van een 5-punts Likert-schaal om de intuïtiviteit, veiligheid, fysieke belasting en mentale belasting voor elke geteste conditie te beoordelen. Deelnemers krijgen de tijd om vertrouwd te raken met het protocol en de prothese in een aparte trainingssessie.

Deel 1: Inspanning bij vlak en hellend lopen. De studie zal de loopinspanning beoordelen terwijl deelnemers op een geïnstrumenteerde loopband lopen op hun zelfgekozen comfortabele snelheid. De primaire uitkomst van de eerste studie zal de inspanning van de resterende ledemaat zijn, gemeten via het piek heupflexiekoppel aan de prothesezijde. Secundaire uitkomsten zullen de inspanning van het contralaterale been, loopsymmetrie en balans omvatten. Het experimentele protocol zal worden herhaald voor verschillende hellingen (bijv. 0%, +/-10%) tijdens aparte experimentele sessies.

Deel 2: Verplaatsing op trappen. De studie zal snelheid en inspanning analyseren tijdens het op- en aflopen van trappen. Deelnemers zullen zich verplaatsen op een geïnstrumenteerde trap met zeven treden (vier geïnstrumenteerd). De primaire uitkomst voor het oplopen van trappen zal de verhouding zijn tussen prothesewerk en resterend ledemaatwerk, terwijl voor het aflopen van trappen de onderzoekers het werk van de gezonde knie en enkel zullen gebruiken. Inspanning van de resterende ledemaat, contralateraal been en bovenlichaam (leuningkracht) zullen de secundaire uitkomsten zijn, samen met subjectieve voorkeur.

Deel 3: Zit-sta overgangen. Deze studie zal de biomechanica beoordelen wanneer de deelnemer overgaat van zitten naar staan. Deelnemers zullen zit-sta en sta-zit overgangen uitvoeren vanaf een stoel zonder armleuningen op hun zelfgekozen tempo. De onderzoekers zullen de volledige lichaamsbiomechanica beoordelen, vergelijkbaar met onze eerdere zit-sta en sta-zit studies. De primaire uitkomst van deze studie zal de mate van asymmetrie zijn.

DOEL2:

Deelnemers zullen de experimentele protocollen herhalen met hun voorgeschreven prothesen en onze lichtgewicht aangedreven prothese met behulp van directe elektromyografische controle en indirecte intentionele controle. De experimenten zullen worden uitgevoerd in een motion capture lab om de volledige lichaamskinematica en kinetica te beoordelen. De onderzoekers zullen ook een vragenlijst afnemen op basis van een 5-punts Likert-schaal om de intuïtiviteit, veiligheid, fysieke belasting en mentale belasting voor elke geteste conditie te beoordelen. Deelnemers krijgen de tijd om vertrouwd te raken met het protocol en de prothesecontrollers in toegewijde trainingssessies.

Deel 1: Hellend lopen bij verschillende snelheden en belastingscondities. Deze studie zal het vermogen beoordelen om bij verschillende snelheden op hellingen/dalingen te lopen terwijl objecten worden gedragen. Hiertoe zullen deelnemers op een geïnstrumenteerde loopband lopen, zowel op hun zelfgekozen snelheid als 130% van hun zelfgekozen snelheid, met en zonder een 20-pond last in beide handen. Het verschil tussen het heuppiektork op de gezonde en prothesezijde zal worden gebruikt als primaire uitkomst. Secundaire uitkomsten zullen loopsymmetrie, balans en subjectieve voorkeur omvatten. Tijdens aparte sessies zal het experimentele protocol worden herhaald bij 10% stijging en 10% daling.

Deel 2: Trapklimmen bij verschillende snelheden en belastingscondities. Deze studie zal het vermogen beoordelen om trappen op en af te gaan onder verschillende snelheids- en belastingscondities. Deelnemers zullen een geïnstrumenteerde trap oplopen op comfortabele en snelle zelfgekozen snelheden. Deelnemers zullen trappen op beide snelheden beklimmen met en zonder een 20-pond object in hun handen of een rugzak. Het verschil tussen het kniepiektork op de gezonde en prothesezijde zal worden gebruikt als primaire uitkomst. Secundaire uitkomsten zullen de inspanning van het contralaterale been, loopsymmetrie en balans omvatten.

Deel 3: Opstaan, hurken, uitvallen en knielen. Deze studie zal het vermogen beoordelen om op te staan, te hurken en uit te vallen onder verschillende belastingscondities. Deelnemers zullen vijf herhalingen van zit-sta overgangen uitvoeren. Vervolgens zullen ze vijf keer hurken, uitvallen en knielen. De primaire uitkomst zal het gewichtdragend vermogen van de prothese zijn. Secundaire uitkomsten zullen de tijd tot voltooiing, gewrichtsinspanning en subjectieve voorkeur omvatten.

DOEL3:

Deelnemers zullen de experimentele protocollen herhalen met hun voorgeschreven prothesen en onze lichtgewicht aangedreven prothese. Tijdens toegewijde trainingssessies krijgen ze de tijd om vertrouwd te raken met het protocol.

Deel 1: Verplaatsingscircuit. Deelnemers zullen tien pogingen van het verplaatsingscircuit uitvoeren. Beginnend in een stoel, opstaan, lopen naar een trap met 4 treden, de trap oplopen naar een verhoogd platform, doorlopen op het platform, omdraaien, een tussenplatform afdalen via een trap met twee treden, een helling afdalen, naar de stoel lopen en eindigen door te gaan zitten. Vervolgens zullen tien pogingen van het omgekeerde circuit worden voltooid, beginnend met zitten in de stoel en eindigend met het oplopen van de helling. De primaire uitkomst zal de gemiddelde tijd zijn om het circuit te voltooien. Secundaire uitkomsten zullen de gewrichtskinematica tijdens overgangen en subjectieve voorkeur zijn.

Deel 2: Zelfgekozen loopsnelheid. Deelnemers zullen de getimede 10-meter looptest uitvoeren op een zelfgepauzeerde geïnstrumenteerde loopband. Loopsnelheid zal de primaire uitkomst zijn. Secundaire uitkomsten zullen spatiotemporele loopsymmetrie en subjectieve voorkeur omvatten.

Deel 3: Amputee Mobility Predictor. Deze studie heeft tot doel klinische uitkomstmaten te beoordelen met behulp van de Amputee Mobility Predictor, een betrouwbare prestatiemaat gevalideerd voor mensen met onderste ledemaatverlies, om beperkingen in prothetische mobiliteit te identificeren en verschillende functionele mobiliteitstaken te meten die nodig zijn tijdens dagelijkse activiteiten.

Deel 4: Mobiliteit in de echte wereld. Deze studie zal een kwantitatieve beoordeling geven van mobiliteit in complexe thuismilieu en gemeenschapsomgevingen. Hiertoe zullen de onderzoekers prestaties en tevredenheid meten terwijl deelnemers veelvoorkomende activiteiten van het dagelijks leven uitvoeren, waaronder huishoudelijke taken (dweilen, bedden opmaken, koken, boodschappen doen) en vrijetijdsactiviteiten (de hond uitlaten, wandelen in een park, tuinieren). Subjectieve voorkeur zal de primaire uitkomst zijn en zal worden beoordeeld door een vragenlijst af te nemen met aparte beoordelingen voor intuïtiviteit, veiligheid, fysieke belasting en mentale belasting. De secundaire uitkomst zal kinematica zijn, die de onderzoekers zullen beoordelen met behulp van een IMU-gebaseerd motion capture systeem.