Sonomyographic øvre lemmer-proteser: Et nytt paradigme

Spesifikt mål 1: Sammenlign mellom sonomyografi og myoelektrisk direkte kontroll Forskerne ønsker å teste nullhypotesen om at det ikke er noen forskjell i ytelse på virtuelt miljø og kliniske utfallsmål mellom sonomyografisk og direkte myoelektrisk kontroll med modusbytte.

Deltakere: Etterforskerne vil rekruttere totalt 10 unilaterale transradiale amputerte basert på inklusjons- og eksklusjonskriteriene. Disse deltakerne vil være naive til bruk av myoelektriske proteser. Denne studien er fokusert på transradiale amputerte som representerer den største populasjonen av brukere.

Protokoll:

Etter at informert samtykke er innhentet, vil etterforskerne utføre en baseline-evaluering av forsøkspersonens funksjonalitet ved å bruke Orthotics and Prosthetics User Survey Upper Extremity Functional Status (OPUS-UEFS). Deretter vil forsøkspersonene bli randomisert til enten den eksperimentelle første gruppen (sonomyografikontroll) eller Standard første gruppe (direkte kontroll). Emner vil bli testet ved bruk av begge kontrollsystemene etter en to-og-to AB/BA crossover-design.

Det sonomyografiske systemet vil inkludere en spesialtilpasset testkontakt som inkluderer ultralydtransdusere og kontrollerer en TASKA-protesehånd. Det direkte kontrollsystemet vil inkludere en spesialtilpasset testsokkel som inkluderer to-steds elektroder og kontrollerer en TASKA-protesehånd. Alle stikkontakter vil bli utført av en styresertifisert proteselege som en del av denne studien.

Etter å ha blitt tilpasset sonomyografisystemet, vil forsøkspersoner i den Eksperimentelle første gruppen gjennomgå 4 timers standard ergoterapiopplæring av en sertifisert terapeut. Treningen vil bli fordelt over 2 dager med 2 timers trening pr dag. På slutten av hver time med opplæring vil fagene utføre en Fitts' Law-oppgave i et virtuelt miljø. Oppgaven og de primære og sekundære utfallsmålene er beskrevet nedenfor. Etter at opplæringen er fullført, vil forsøkspersonene evalueres ved hjelp av en rekke primære og sekundære kliniske utfallsmål, som beskrevet nedenfor. Til slutt vil forsøkspersonene fullføre Satisfaction with Prosthesis-delen av Trinity Amputation and Prosthesis Scales - Revised (TAPES-R) for å vurdere tilfredshet med sonomyografisystemet. Etter en utvaskingsperiode på 4 uker vil forsøkspersonene gå over til standardsystemet. Forsøkspersonene vil bli utstyrt med det direkte kontrollsystemet og gjennomgå samme opplærings- og testprosedyre som beskrevet ovenfor.

Emner i Standard første-gruppen vil først bli trent og testet med det direkte kontrollsystemet, og deretter gå over til sonomyografisystemet.

Detaljer om Fitts' Law-oppgaveprotokoll:

Forsøkspersonene vil flytte lem til en av 4 posisjoner etter en visning indikert på en skjerm (fig. 16 i Forskningsstrategi). Å oppnå hver målposisjon krever en annen mengde skulderabduksjon. Når deltakerne har nådd den nødvendige lemposisjonen, vil et ringformet mål vises. Forsøkspersonene vil bruke protesen sin til å utføre en Fitts' Law-oppgave som innebærer å kontrollere posisjonen og størrelsen på en ringformet markør for å matche målet. Fitts' Law-oppgaven vil ha en, to eller tre frihetsgrader, hvor hver frihetsgrad er kartlagt til en bestemt motorisk hensikt. For eksempel kan håndleddsfleksjon kontrollere horisontal markørbevegelse, pronasjon/supinasjon kan kontrollere vertikal markørbevegelse, og hånd åpne/lukke kan kontrollere markørens radius. Emner vil få lov til å aktivere frihetsgradene sekvensielt eller samtidig.

Ringrommets bredde (W) og avstanden (D) fra den opprinnelige markørposisjonen vil bli variert for å lage seks vanskelighetsindekser i henhold til ID = log2(1+ D/W). Det vil være tre nivåer av målkompleksitet basert på antall frihetsgrader som må aktiveres for å oppnå oppgaven (dvs. én grad av frihetsmål krever aktivitet i bare én frihetsgrad, osv.). Hver mulig kombinasjon av vanskelighetsgrader (6) og målkompleksiteter (3) vil bli gjentatt 3 ganger per lemposisjon.

Forsøkspersonene vil ha 10 sekunder på seg til å matche målet og holde i to sekunder, ellers vil forsøket anses som mislykket. Etter 12 sekunder vil displayet vise neste mål.

Dataanalyse:

Data vil bli evaluert for å bestemme fordelingen og variasjonen av ytelse innenfor og mellom de forskjellige protesesystemene. Etterforskerne vil teste om sonomyografi og direkte kontrollsystemer er likeverdige ved å bruke de primære utfallsmålene. Sekundære utfallsmål vil også bli utforsket for å utvikle en mer detaljert forståelse av forskjeller i ytelse mellom systemene. Hvis det blir funnet signifikante forskjeller i grunnleggende funksjonelle mål ved bruk av OPUS-UEFS, vil etterforskerne utføre stratifiserte analyser på våre primære og sekundære utfallsmål.

Spesifikt mål 2. Sammenlign mellom sonomyografi og mønstergjenkjenning med hastighetskontroll Deltakere: Undersøkerne vil rekruttere totalt 6 unilaterale transradiale amputerte basert på inklusjons- og eksklusjonskriteriene nevnt ovenfor. Disse deltakerne vil være erfarne brukere av myoelektrisk mønstergjenkjenningskontroll (IBT Sense). Denne studien er fokusert på transradiale amputerte som representerer den største populasjonen av brukere.

Protokoll:

Etter at informert samtykke er innhentet, vil etterforskerne utføre en baseline-evaluering av forsøkspersonens funksjonalitet ved å bruke Orthotics and Prosthetics User Survey Upper Extremity Functional Status (OPUS-UEFS). Deretter vil forsøkspersonene bli randomisert til enten den eksperimentelle første gruppen (sonomyografikontroll) eller Standard første gruppe (mønstergjenkjenningskontroll). Emner vil bli testet ved bruk av begge kontrollsystemene etter en to-og-to AB/BA crossover-design.

Det sonomyografiske systemet vil inkludere en spesialtilpasset testkontakt som inkluderer ultralydtransdusere og kontrollerer en TASKA-protesehånd. Alle stikkontakter vil bli utført av en styresertifisert proteselege som en del av denne studien. Mønstergjenkjenningssystemet vil inkludere forsøkspersonens klinisk foreskrevne stikkontakt og kommersielt tilgjengelig mønstergjenkjenningsteknologi (IBT Sense). Mønstergjenkjenningssystemet vil ikke bli montert som en del av denne studien, da forsøkspersonene allerede vil være opplærte brukere før de melder seg på studien.

Etter å ha blitt tilpasset sonomyografisystemet, vil forsøkspersoner i den Eksperimentelle første gruppen gjennomgå 4 timers standard ergoterapiopplæring av en sertifisert terapeut. Treningen vil bli fordelt over 2 dager med 2 timers trening pr dag. På slutten av hver time med opplæring vil fagene utføre en Fitts' Law-oppgave i et virtuelt miljø. Oppgaven og de primære og sekundære utfallsmålene er beskrevet nedenfor. Etter at opplæringen er fullført, vil forsøkspersonene evalueres ved hjelp av en rekke primære og sekundære kliniske utfallsmål, som beskrevet nedenfor. Til slutt vil forsøkspersonene fullføre Satisfaction with Prosthesis-delen av Trinity Amputation and Prosthesis Scales - Revised (TAPES-R) for å vurdere tilfredshet med sonomyografisystemet. Etter en utvaskingsperiode på 4 uker vil forsøkspersonene gå over til standardsystemet. Emner vil ikke gjennomgå opplæring, og vil i stedet umiddelbart testes med mønstergjenkjenningssystemet ved bruk av både Fitts' Law-oppgaven og kliniske utfallsmål.

Emner i Standard første-gruppen vil først bli testet med mønstergjenkjenningssystemet, og deretter gå over til sonomyografisystemet.

Dataanalyse:

Data vil bli evaluert for å bestemme fordelingen og variasjonen av ytelse innenfor og mellom de forskjellige protesesystemene. Etterforskerne vil teste om sonomyografi- og mønstergjenkjenningskontrollsystemene er likeverdige ved å bruke de primære utfallsmålene. Sekundære utfallsmål vil også bli utforsket for å utvikle en mer detaljert forståelse av forskjeller i ytelse mellom systemene. Hvis det blir funnet signifikante forskjeller i grunnleggende funksjonelle mål ved bruk av OPUS-UEFS, vil etterforskerne utføre stratifiserte analyser på våre primære og sekundære utfallsmål.