Avaliação de amputados transfemorais durante a transição de um joelho protético mecânico para um microprocessado

Hipótese de pesquisa A hipótese central desta proposta é que os benefícios reais dos joelhos com microprocessador (MPK) são amplamente subestimados devido à falta de métodos sensíveis e ecologicamente válidos para avaliar o desempenho motor. Isso torna difícil justificar MPKs para muitos amputados que poderiam se beneficiar dele. A pesquisa recente dos investigadores sobre a relação comprimento do passo-cadência e análise de marcha de tarefa dupla oferece uma nova direção para superar algumas dessas limitações.

Por que a relação comprimento-cadência da passada para MPKs? Como o comprimento da passada e a cadência formam uma forte relação linear em uma variedade de velocidades de marcha, examinar a força de sua associação oferece uma maneira única de caracterizar a marcha natural. Os pesquisadores descobriram que a relação comprimento da passada-cadência é interrompida em usuários de próteses. Além disso, a relação cadência-comprimento do passo é interrompida bilateralmente, indicando neurocontrole alterado da marcha. Ao contrário de um joelho mecânico, os MPKs ajustam as propriedades para acomodar mudanças na velocidade, assemelhando-se a um padrão de marcha mais natural. Assim, espera-se que a relação comprimento da passada-cadência seja mais estreita para MPKs do que para um joelho mecânico.

Por que marcha de dupla tarefa para MPKs? A marcha de dupla tarefa é o ato de caminhar durante a execução de uma tarefa adicional (falar, enviar mensagens de texto, etc.). A carga adicional imposta ao sistema nervoso altera a marcha. Assim, "andar enquanto fala" reflete melhor a marcha da vida real do que a análise da marcha padrão. Estudos de marcha de dupla tarefa em usuários de próteses são raros. A medida de resultado clássica em estudos de dupla tarefa é um desvio padrão dividido pela média para cada parâmetro de marcha separadamente, o que ignora sua dependência de mudanças na velocidade. Os pesquisadores desenvolveram recentemente um novo método para analisar a marcha de dupla tarefa com base na relação linear que o comprimento da passada e a cadência têm com a velocidade. Os desvios padrão da diferença entre o ponto de dados real para o comprimento da passada ou cadência do ponto previsto pela linha que representa o melhor ajuste com a velocidade são comparados entre a caminhada livre e a caminhada com dupla tarefa. Este cálculo da variabilidade no comprimento da passada ou cadência é responsável por suas mudanças tentativa a tentativa com a velocidade que pode influenciar os resultados. Estudos anteriores indicam que os MPKs requerem menos pensamento adicional durante a marcha. Se for esse o caso, os usuários devem ser capazes de mudar os recursos motores e cognitivos da marcha para outras atividades e, ao mesmo tempo, ter uma marcha menos variável sob a condição de dupla tarefa. Uma vez que a diminuição da variabilidade da marcha tem sido relacionada a melhor neurocontrole da marcha e menor risco de quedas, o estudo de prova de princípio proposto será o primeiro passo para fornecer evidências críticas que faltam para justificar o uso de MPKs em uma população mais ampla de amputados, particularmente em usuários de K2 ou pessoas com deficiências cognitivas como resultado de doença vascular ou diabetes.

Objetivo: Avaliar as diferenças na marcha e na função entre um MPK (RheoKnee®, Ossur) e um joelho mecânico em usuários de próteses K2 e K3 em um design de sujeito único A-B-A e B-A-B.

Objetivo Específico 1: Avaliar a relação comprimento da passada-cadência durante a marcha com o MPK em comparação com o joelho mecânico.

Hipótese 1.1: A relação linear comprimento da passada-cadência melhorará significativamente após o uso do MPK. Hipótese 1.2: A linearidade da relação comprimento da passada-cadência será significativamente maior para o MPK do que para o joelho mecânico.

Objetivo Específico 2: Determinar as mudanças no custo da dupla tarefa ao caminhar com o MPK em comparação com o joelho mecânico.

Hipótese 2.1: Sob a condição de dupla tarefa, a variabilidade no comprimento da passada e na cadência será significativamente menor usando o MPK do que o joelho mecânico.

Objetivo Específico 3: Comparar o desempenho entre o MPK e o joelho mecânico em medidas clínicas de mobilidade, equilíbrio e preferência do usuário.

Hipótese 3.1: As medidas de mobilidade funcional melhorarão mais com o uso do MPK do que com o joelho mecânico. Hipótese 3.2: As medidas de equilíbrio melhorarão mais com o uso do MPK do que com o joelho mecânico.

Hipótese 3.3: A amplitude de movimento articular e a simetria da força de reação do solo melhorarão ao usar o MPK.

Design de estudo:

O estudo usará um design de sujeito único A-B-A e B-A-B (A- o joelho mecânico atual do sujeito; B- MPK: RheoKnee®). O objetivo do design B-A-B é controlar um efeito de aprendizagem devido a múltiplas repetições de tarefas cognitivas durante a marcha de dupla tarefa, o que pode contribuir para melhorias hipotéticas na fase B do design A-B-A. Cada fase durará 4 semanas.

Protocolo:

Os indivíduos elegíveis que assinaram o formulário de consentimento serão alocados aleatoriamente para o grupo A-B-A ou B-A-B. O ajuste/alinhamento adequado do joelho mecânico atual será verificado e, se estiver bom, a análise 3D da marcha e a avaliação funcional (avaliação completa) serão realizadas na linha de base. Caminhar em até 5 velocidades auto-selecionadas (muito lento a muito rápido) e marcha de dupla tarefa (avaliação da marcha) também serão avaliados na linha de base e depois semanalmente ao longo de cada fase. Ao final de cada fase, a Avaliação da Marcha e a Avaliação Completa são repetidas. O final de cada fase atual e o início de uma nova fase são separados por um período de transição. O período de transição começa com o alinhamento de um novo dispositivo seguido de 2 semanas de acomodação durante as quais até 6 sessões de treinamento de marcha são fornecidas por um fisioterapeuta (PT) e o alinhamento é verificado. Todos os esforços serão feitos para manter o estilo de soquete atual e o sistema de suspensão do sujeito. O design B-A-B é idêntico ao design A-B-A, exceto por um período de transição adicional no início, uma vez que os indivíduos ingênuos são adequados pela primeira vez com o MPK.

Métodos:

Os usuários de um joelho protético mecânico serão recrutados da população atendida pelo Centro Metodista de Reabilitação se atenderem aos critérios de inscrição. Após a assinatura do termo de consentimento, os sujeitos serão alocados no grupo A-B-A ou B-A-B por meio de uma sequência numérica aleatória.

Avaliação da marcha:

Velocidades auto-selecionadas:

Os dados temporais e espaciais do passo serão coletados por uma passarela eletrônica (20 pés) enquanto o sujeito caminha em cinco velocidades auto-selecionadas (muito lento, lento, normal, rápido, muito rápido). Uma área em cada extremidade da passarela permitirá aceleração e desaceleração, de modo que apenas a marcha em estado estacionário seja registrada. Os sujeitos completarão um mínimo de 4 passes em cada velocidade, que eles selecionarão livremente para alcançar o padrão de caminhada mais natural. A velocidade de marcha normal sempre será coletada primeiro. A ordem das categorias de velocidade mais lenta/rápida será aleatória com a velocidade muito lenta/rápida coletada por último em cada categoria. Os sujeitos serão instruídos a modular a velocidade dentro dos limites de segurança e encorajados a completar todas as velocidades, na medida do possível.

Marcha de Dupla Tarefa:

Quatro tarefas cognitivas serão usadas para a marcha de dupla tarefa; ortografia reversa, subtração serial, extensão de dígitos e listagem de categorias. Três tarefas serão usadas em cada ponto de avaliação para reduzir o efeito do aprendizado. As tarefas serão selecionadas aleatoriamente para que cada uma receba um número igual de vezes em cada fase. Todas as quatro tarefas serão usadas na linha de base. Diferentes prompts serão fornecidos para garantir que nenhuma tarefa seja apresentada da mesma maneira duas vezes.

Antes de cada avaliação, o sujeito praticará as tarefas selecionadas sentado para se familiarizar com o protocolo. Para a marcha de dupla tarefa, o sujeito será instruído a caminhar em um ritmo confortável e, simultaneamente, realizar tarefas cognitivas sem instruções específicas sobre priorização. As tarefas cognitivas serão em blocos randomizados com cada bloco contendo 4 tentativas de caminhada. Ao final, será solicitado ao sujeito que avalie a dificuldade da tarefa em uma escala Likert de 7 pontos.

Avaliação completa:

• Avaliação protética funcional (preditor de mobilidade para amputados, teste L, teste de caminhada de 6 minutos, escala de equilíbrio de Berg, índice de custo fisiológico, avaliação temporal/espacial da marcha)
• Avaliação do usuário da prótese (Questionário de Avaliação de Prótese, estudo de avaliações específicas de preferência do joelho)
• Avaliação computadorizada da marcha 3D (cinemática e cinética da marcha 3D)
• Cognição/humor (miniexame do estado mental modificado, trilhas A e B, questionário de saúde do paciente)

Medidas de resultado:

Objetivo Específico 1: Relação cadência do comprimento da passada

• Resultado principal: coeficiente de determinação (R2) da linha de regressão linear
• Resultados secundários: pico de velocidade e faixa de velocidades

Objetivo Específico 2: Custo da marcha de dupla tarefa

• Resultado principal: variabilidade (desvio padrão) do comprimento da passada e cadência sob condições irrestritas e de dupla tarefa
• Resultados secundários: pico/faixa de velocidades sob as duas condições; a classificação de dificuldade

Objetivo Específico 3: Comparação da mudança entre os usuários K2 e K3

• Principais resultados: pontuação da Escala de Equilíbrio de Berg, Questionário de Avaliação de Prótese, Preditor de Mobilidade para Amputados, Teste L, Teste de Caminhada de 6 minutos, Índice de Custo Fisiológico
• Resultados secundários: Avaliação da marcha temporal/espacial, amplitude de movimento articular 3D, ângulos articulares em instantes críticos, força de reação do solo

Análise:

Devido à natureza do projeto de sujeito único, os dados serão avaliados qualitativamente e com métodos estatísticos de projeto pequeno.