Prosta uprząż chroniąca przed upadkiem z wysokości a uprząż regulowana

Ryzyko upadku wzrasta wraz z wiekiem, a strach przed upadkiem może znacząco wpłynąć na aktywność, mobilność i ryzyko upadku w przyszłości. Ćwiczenia zaprojektowane specjalnie w celu pomocy w utrzymaniu równowagi skutecznie poprawiają równowagę i kontrolę postawy podczas poruszania się, chodu i innych codziennych czynności. Trening równowagi w zapobieganiu upadkom może być proaktywny lub reaktywny. Proaktywny trening równowagi to praktyka ruchu przewidującego i inicjowanego przez siebie. Z drugiej strony trening reaktywny obejmuje reakcje na nieoczekiwane ruchy, które powodują utratę równowagi. Systemy uprzęży bezpieczeństwa są używane do protokołów równowagi reaktywnej, aby zapobiec faktycznym upadkom. Mogą być również wykorzystywane w intensywnych proaktywnych protokołach dla bardziej wrażliwych, słabych lub bojaźliwych uczestników. W warunkach terapeutycznych uprzęże do treningu chodu i mobilności są albo podtrzymujące masę ciała (BWS), albo powstrzymują upadek.

Badacze zaprojektowali i zbudowali system uprzęży, który pozwala na lepszą kontrolę większej liczby parametrów podparcia niż znacznie droższe, dostępne na rynku systemy BWS. Ten system uprzęży lepiej kontroluje takie aspekty, jak: ograniczenie odległości upadku, modulacja reakcji stabilizatora na upadki, wspomaganie powrotu do pozycji stojącej oraz rejestrowanie wszystkich ruchów ciała. Pozwoli to na zbadanie pytań dotyczących wpływu systemów uprzęży na uczenie się i wykonywanie kontroli postawy oraz efektywne wykorzystanie uprzęży w treningu równowagi.

Badacze wykonali szeroko zakrojoną pracę z systemem Xbox za pomocą Kinect, opracowując protokół i progresję gier i powierzchni, które zapewniają proaktywny trening równowagi o wysokiej intensywności za pomocą Kinect. Badacze trenują również równowagę reaktywną, korzystając z wykonanej na zamówienie platformy o nazwie Slip Trainer (MASS Rehab, Dayton, OH), wraz z uprzężą powstrzymującą upadek i urządzeniem do pomiaru obciążenia. Pozwala to na podawanie powtarzających się zaburzeń poślizgu o stałym i znanym natężeniu w sposób bezpieczny i skuteczny.

Pytania, na które wciąż trzeba odpowiedzieć, to: Czy pacjenci będą bardziej stawiali sobie wyzwania lub angażowali się w bardziej intensywne czynności z uprzężą? Czy wsparcie zapewnione przez uprząż wpływa lub przeszkadza w uczeniu się motorycznym zadań związanych z utrzymaniem równowagi? Czy nauka utrzymywania równowagi może być bardziej efektywna przy pewnym stopniu wsparcia niż tylko „wsparcie” zapobiegające upadkowi, jak to teoretycznie mówi się o treningu chodu na bieżni? Jeśli tak, jakie typy i parametry są najbardziej efektywne? Czy tego rodzaju wsparcie pozwoliłoby na objęcie bardziej intensywnym treningiem osób mniej mobilnych, bardziej wrażliwych, słabych lub bardziej bojaźliwych, które inaczej nie byłyby w stanie uczestniczyć w efektywnym treningu równowagi?

Badanie to odpowie na wstępne pytania dotyczące skuteczności i akceptacji systemu uprzęży przez starsze osoby dorosłe w protokole reaktywnym i młodszych dorosłych w protokole proaktywnym, a także dostarczy danych pilotażowych dla większych, zewnętrznych grantów w celu zbadania szerszych pytań wśród znacznie większej grupy ludzi. Większy wpływ będzie miało przełożenie technologii i kliniczne zrozumienie jej wpływu, co umożliwi znacznie intensywniejszy i skuteczniejszy trening równowagi dla populacji ryzyka.

Badacze proponują zbudowanie systemu uprzęży, w którym można dokładnie kontrolować i mierzyć podparcie w jednej płaszczyźnie. Ta uprząż będzie miała następujące możliwości: ograniczanie wysokości/upadku do ustalonego pionowego limitu z możliwością modulowania kinematyki zatrzymania upadku, dynamiczne podtrzymywanie częściowej masy ciała – aby pozostać na stałym poziomie wraz z ruchami środka ciężkości (COM), modulowanie poprzez wstępne ustawić progi, w jaki sposób podpora reaguje na zejście, pomóc w powrocie do pionu – z ustawionymi progami i poziomami pomocy, monitorować/mierzyć/rejestrować: pionowe i poziome komponenty ruchów COM ciała i przekazywać użytkownikom informacje zwrotne dotyczące: wsparcia bycia zapewnionym lub dot. innych parametrów, potencjalnie w różnych trybach (haptycznych, wizualnych, słuchowych).

Indywidualne cele tych badań to (1) efektywne wykorzystanie prototypu oprzyrządowanej i uruchamianej uprzęży i ​​systemu wsparcia, (2) wykazanie, że ten system może być używany zgodnie z projektem podczas upadków indukowanych (reaktywne) i gier na miejscu (proaktywne) protokoły treningu równowagi z możliwością modulowania parametrów zgodnie z projektem, pomiary systemu uprzęży są dokładne, a wynikowy wynik systemu jest zgodny z zamierzonymi parametrami oraz (3) wykazać, że użycie tego systemu może umożliwić zapewnienie i badanie zróżnicowanego treningu równowagi protokoły, w tym: pomiary systemu, informacje zwrotne systemu dla uczestników oraz wpływ parametrów wsparcia systemu uprzęży na wykonanie zadania, uczenie się i przenoszenie.

Zbadane zostaną dwie oddzielne grupy po 20 uczestników (łącznie 40 uczestników). Uczestnicy będą rekrutowani spośród studentów, wykładowców i personelu, a także członków społeczności znanych badaczowi zgodnie z procedurą opisaną poniżej. Pierwsza grupa obejmie 20 osób w wieku od 18 do 40 lat bez historii upadków i lęku przed upadkiem. Pierwsza grupa ukończy dwie sesje treningu równowagi w grach wideo. Druga grupa będzie obejmować osoby starsze w wieku powyżej 55 lat, które zgłaszały upadki lub bały się upadków. Druga grupa osób starszych ukończy dwie sesje reaktywnego (poślizgowego) protokołu treningowego. W przypadku obu grup uczestnicy pierwszej sesji zostaną losowo przydzieleni do użycia standardowej uprzęży chroniącej przed upadkiem z wysokości lub nowego systemu uprzęży BWS. Uprząż BWS można ustawić tak, aby utrzymywała określoną część masy ciała osoby i utrzymywała to wsparcie przez cały czas trwania sesji. Podczas drugiej sesji zmienią używaną uprząż. Protokół będzie obejmował trening równowagi, zaawansowany przez algorytm, w oparciu o reakcję uczestnika na próbę tuż przed. Umożliwi to porównanie kontroli postawy, reakcji perturbacyjnych, uczenia się motorycznego i pewności z systemem między dwoma rodzajami uprzęży.