Обучение движению в инвалидной коляске на основе двигательного обучения для пожилых людей

Размер образца:

Расчеты привели к размеру выборки из 10 участников для каждой из трех групп для обнаружения значимой разницы с мощностью 80% при уровне значимости 0,05 (G * мощность 3,1). Чтобы учесть отсутствующие данные и потери для последующего наблюдения, размер выборки был увеличен на 15%, так что каждая из трех групп будет состоять из 12 участников, всего 36 участников.

Гонорары участников:

• Все участники получат по 15 долларов за каждую из трех сессий тестирования.
• Участники, рандомизированные в любую из групп вмешательства (практика или обучение), получат 5 долларов США за посещение (исключая сеанс тестирования), чтобы частично компенсировать их транспортные расходы.

Оценка соответствия требованиям:

Участники, заинтересованные в участии в этом исследовании, будут проверены на соответствие требованиям по телефону, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям по возрасту и весу, не имеют травм верхних конечностей и что они понимают потенциальные временные затраты. Участникам сообщат, что им нужно будет заполнить одну анкету, чтобы подтвердить свое право на участие, когда они придут на первую встречу. Участники должны пройти мини-психологический экзамен после предоставления информированного согласия на скрининг когнитивных нарушений.

Демографическая описательная информация (базовый уровень):

Переменные, которые важны для описания популяции участников, будут собраны на исходном уровне, включая: возраст; высота; секс; контакт с членами семьи или друзьями, использующими инвалидное кресло с ручным управлением.

Информация о физическом участнике (исходный уровень, после вмешательства и через две недели после вмешательства):

Физические переменные, которые необходимы для процедур тестирования или которые могут повлиять на результаты, будут измеряться в каждой точке сбора данных, включая: вес; сила захвата; гибкость суставов верхних конечностей; и самооценка физической подготовки.

Оценки:

Измерения будут проводиться до вмешательства (исходный уровень), через четыре недели и через 6 недель после исходного уровня. Один обученный оценщик будет проводить все оценки.

Рандомизация:

По мере регистрации участников они будут случайным образом распределены либо в группу обучения, основанную на моторике, либо в группу практики, либо в контрольную группу с помощью алгоритма рандомизации.

Сбор данных:

После предоставления информированного согласия и демонстрации одобрения занятий в виде подписанной врачом копии медицинского осмотра готовности к физической активности (PARMED X), если старше 69 лет, или вопросника о готовности к физической активности (PAR-Q+), если младше 69 лет, участники заполняют анкету. демографическая анкета, включающая пол, рост, вес, возраст, общий уровень физической подготовки и опыт вождения вручную.

После заполнения анкет участникам будет предоставлена ​​инвалидная коляска Elevation соответствующего размера (Instinct Mobility, Ванкувер, Британская Колумбия). Участники будут приспособлены таким образом, чтобы их локти образовывали угол примерно в 100 градусов, когда их руки помещаются на верхнюю часть колеса, когда они сидят в инвалидной коляске. Чтобы обеспечить согласованность между точками измерения, детали установки кресла-коляски будут записаны и воспроизведены во время пост-тестирования, чтобы свести к минимуму систематическую ошибку. Инструментальное измерительное колесо для сбора кинетических и временных переменных (SmartWheel - Three Rivers Holdings, Меса, Аризона) будет заменено правым колесом инвалидной коляски, а фиктивное колесо с соответствующей инерцией будет применено к левой стороне инвалидной коляски. Давление в шинах будет накачано до рекомендуемого уровня 100 фунтов на квадратный дюйм.

Затем будет проведен тест на перетаскивание для определения силы сопротивления системы пользователя в инвалидной коляске на беговой дорожке (Max-Mobility). Во время испытания на перетаскивание участник будет пассивно сидеть в приспособленном лабораторном кресле-каталке, которое соединено веревкой с датчиком силы. При постоянной скорости (1,1 м/с или 4,0 км/ч) угол наклона беговой дорожки будет увеличиваться на 10 шагов (на 0,5% уклона), и для каждого угла будет определяться сила сопротивления. Эти 10 измерений силы будут использоваться для расчета выходной мощности (РО) для каждого угла наклона беговой дорожки. Для определения PO будет использоваться линейная регрессия (рассчитывается путем умножения силы сопротивления на скорость в соответствии с формулой PO (W) = сила сопротивления (Н) · скорость ленты (м/с)). Испытание на перетаскивание занимает примерно 5 минут.

Ремни безопасности, расположенные по бокам беговой дорожки для инвалидной коляски, будут прикреплены к передней части инвалидной коляски Elevation (на металлической раме над передними самоустанавливающимися колесами). Перед сбором данных у участников будет пять минут, чтобы ознакомиться с беговой дорожкой для инвалидных колясок, и они будут постепенно доведены до заданной скорости 1,1 м/с (4,0 км/ч), которая будет использоваться для сбора данных. В предыдущих исследованиях для биомеханических испытаний использовалась скорость 1,1 м/с, поскольку это минимальная скорость, необходимая для пересечения некоторых перекрестков в Соединенных Штатах. Чтобы гарантировать, что все участники выполнят одинаковый объем работы в тестовых испытаниях, выходная мощность будет стандартизирована до 0,15 Вт/кг при наклоне 0,7 %, поскольку наклон 0,7 % дает результаты, наиболее близкие к движению по земле со скоростью 4-6 км/ч. Сопротивление будет прикладываться к спинке инвалидной коляски через систему шкивов, чтобы гарантировать, что PO составляет 0,15 Вт/кг. Стоимость кислорода при движении инвалидной коляски зависит от PO, поэтому стандартизация PO позволяет нам устранить различия в силе сопротивления, возникающие из-за различий в весе тела и конфигурации кресла-коляски. Стандартизация PO также будет учитывать различия в весе участников от предварительного тестирования до пост-тестирования и месячного пост-тестирования.

После того, как участник освоится на беговой дорожке, ему будут установлены мундштук и носовая заглушка для системы измерения метаболизма TrueOne 2400 от Parvo Medics. Будут собраны исходные данные (состояние покоя) за десять минут, чтобы убедиться, что участники дышат нормально (т. е. не гипервентиляция) и значение коэффициента дыхательного обмена соответствует требованиям (менее 0,9). Затем участники начнут вращаться со скоростью, постепенно увеличивающейся до 1,1 м/с, после достижения достигнутой скорости (примерно 15 с) начнется пятиминутный сбор данных.

Кинетическая и пространственно-временная характеристика:

Данные от SmartWheel будут собираться с частотой 240 Гц с использованием проприетарного программного обеспечения и фильтроваться с помощью фильтра нижних частот Баттерворта 4-го порядка с частотой среза 20 Гц. Переменные, собираемые с помощью SmartWheel™, будут включать трехмерные силы, общую силу (√(Fx2+Fy2+Fz2)), тангенциальную силу (силу, действующую на движение вперед), частоту вращения педалей (циклов/с), угол толчка и скорость.

Схема вращения Два датчика положения Optotrak 3020 (NDI, Waterloo, ON) будут использоваться для записи двухмерных кинематических данных в сагиттальной плоскости о положении 3-го пястно-фалангового сустава. Маркер, размещенный на 3-м пястно-фаланговом суставе, будет использоваться для определения стратегии вращения для каждого субъекта. Кинематические данные будут собираться с частотой дискретизации 200 Гц. Все данные будут отфильтрованы с использованием низкочастотного фильтра Баттерворта четвертого порядка с частотой 7 Гц.

Анализ данных:

Кинетические и кинематические данные вращения будут синхронизированы с помощью внешнего триггерного импульса, разделены на циклы в зависимости от начального усилия, приложенного к толкающему ободу, и нормализованы по времени к 100% цикла. Данные циклов вращения, которые происходят в течение последней 5-й минуты, будут усреднены для каждого участника.

Профили траектории движения руки в циклах вращения, которые происходят в течение последней 5-й минуты, будут использоваться для классификации шаблона вращения в одну из четырех категорий. Два исследователя, не осведомленные о распределении участников по группам, будут независимо классифицировать стратегии вращения в соответствии со своими определениями. Стратегии колес будут сравниваться между двумя исследователями, чтобы обеспечить согласованность.

Тренировочное вмешательство, основанное на моторном обучении:

Обучение, основанное на моторном обучении, будет проводиться 1 тренером. Она имеет более чем 6-летний опыт изучения движения инвалидных колясок и имеет опыт проведения другого обучения на основе машинного обучения, связанного с навыками ручной и механической инвалидной коляски. Три обученных добровольца будут помогать с предварительным и последующим тестированием, а также с месячным тестированием на удержание в соответствии с графиком ротации. Добровольцы пройдут 3 часа обучения протоколу тестирования. Участникам будет предложено принять участие в 6 20-минутных индивидуальных тренировках в течение 3 недель (2 занятия в неделю). Было выбрано шесть сеансов, поскольку улучшения биомеханических переменных наблюдались всего за 12 минут тренировки, однако улучшение двигательной эффективности других непрерывных навыков наблюдалось в течение 6 сеансов.

Обучение, основанное на моторном обучении, будет сосредоточено на некоторых основных концепциях в области моторного обучения. Концепции двигательного обучения будут включать в себя переменную практику в отношении скорости, обратную связь (как внутреннюю, так и внешнюю, но с упором на внешнюю), обратную связь, сосредоточенную на трех основных переменных (шаблон вращения, скорость руки при контакте с толкающим ободом, угол толчка), последовательное обучение ( особенно в отношении схемы вращения) и мысленных образов (во время перерывов на отдых).

Практика вмешательства:

Практикум будет проводить 1 тренер. Она имеет более чем 6-летний опыт исследований ручных инвалидных колясок. Участникам будет предложено принять участие в 6 20-минутных индивидуальных тренировках в течение 3 недель (2 занятия в неделю). Было выбрано шесть сеансов, поскольку улучшения биомеханических переменных наблюдались всего за 12 минут тренировки, однако улучшение двигательной эффективности других непрерывных навыков наблюдалось в течение 6 сеансов.

Хотя общая практика дает опыт через воздействие, а повторение, полученное в результате практики, можно рассматривать как элемент моторного обучения, важно определить, есть ли дополнительная польза от обучения один на один с упором на принципы моторного обучения по сравнению с тем, что человек мог выступать самостоятельно. Ожидается, что во время практического вмешательства произойдет некоторое «моторное обучение», однако постулируется, что оно будет происходить в меньшей степени.

Планирование и оборудование тренировок и тренировок на основе моторного обучения:

Для этого исследования обучение будет проходить в Ванкувере в Центре спинного мозга Блюссона в Лаборатории мобильности человека. Blusson Spinal Cord Center — это общественное учреждение, в котором есть клиника лечения позвоночника, а также несколько исследовательских лабораторий.

Контрольная группа:

Контрольная группа не будет проходить никакого обучения, но будет тестироваться в те же моменты времени, что и группы вмешательства.

Другой:

После завершения предварительного тестирования участникам будет предоставлен краткий обзор практики или тренировки на основе двигательного обучения, в зависимости от того, к какой из двух групп они относятся. Участники будут проинформированы о том, что существует «тренировка на основе моторного обучения» и «контрольная» группа, однако тот факт, что мы изучаем два разных типа обучения, не будет раскрыт, чтобы у практической группы не было ощущения, что их обучение хуже. в группу обучения двигательным навыкам.

По завершении практики или тренинга, основанного на двигательном обучении, участников попросят заполнить открытую выходную анкету о том, что им понравилось и не понравилось в тренинге, и считают ли они, что он будет полезен для нового пользователя инвалидной коляски.

Синтез и анализ данных:

Описательная статистика будет синтезирована для демографической и физической информации.

Эффективность обучения на основе двигательного обучения по первичному результату (общая механическая эффективность, а также по вторичным результатам) будет оцениваться с использованием дисперсионного анализа смешанных факторных повторных измерений (ANOVA) 3 x 3. Скорректированное значение p будет использоваться для корректировки множественных сравнений базовых характеристик. Тест хи-квадрат будет использоваться для определения различий в категориальной переменной (метод движения) до и после тестирования на основе тренировочного воздействия. Значимость будет альфа = 0,05.