Сохранение биологической обратной связи у людей с АКА

В настоящее время более двух миллионов американцев живут с полной или частичной потерей конечностей, и ежегодно происходит еще 185 000 ампутаций. Большинство ампутаций приходится на нижние конечности. Существует много потенциальных причин ампутации, но большинство из них можно отнести к сосудистым заболеваниям, таким как диабет, травматическое повреждение и рак. Для этих людей протезы играют важную роль в восстановлении подвижности и позволяют им участвовать в повседневной деятельности. Однако при обучении использованию этих устройств пациенты часто изменяют свои движения, чтобы компенсировать боль или дискомфорт, снижение способности чувствовать, что делает их протез, и/или боязнь падения. Изменяя свои модели движений, пациенты будут склонны менять свою неповрежденную ногу, что, как было показано, приводит к долговременному повреждению суставов и хроническим травмам. Для сравнения, у 75% ветеранов США, перенесших ампутацию, диагностировано последующее заболевание, поражающее их мышцы, кости и/или суставы. Таким образом, сеансы терапии, известные как переобучение походке, являются неотъемлемой частью обучения пользователей протезов безопасной и эффективной ходьбе.

Благодаря недавним достижениям в области носимых технологий исследователи и терапевты начали изучать возможности использования систем биологической обратной связи, чтобы помочь в этом переобучении. В этих системах носимые датчики используются для измерения того, как пациент двигается в режиме реального времени, и могут предоставлять информацию о том, сколько времени он проводит на каждой ноге и сколько движений каждый сустав во время ходьбы. Биологическая обратная связь относится к процессу передачи информации от этих датчиков обратно к пациентам, чтобы сообщить им, нужно ли им изменить свои движения. Предыдущие исследования показали, что эти системы обладают прекрасным потенциалом для помощи пациентам с ограниченными физическими возможностями в улучшении качества движений. Тем не менее, относительно мало исследований изучали, насколько хорошо люди с ампутацией ноги выше колена реагируют на биологическую обратную связь во время повторного обучения походке. Важно отметить, что вопрос о том, сохранятся ли новые модели движений, которым обучают с помощью биологической обратной связи, после окончания обучения, остается без ответа.

Таким образом, основная цель этого исследования состоит в том, чтобы определить, является ли биологическая обратная связь подходящим инструментом для повторного обучения походке у пользователей протезов выше колена (включая протезы колена, лодыжки и стопы). Чтобы ответить на эти вопросы, сорок человек, использующих в настоящее время протезы выше колена, пройдут один сеанс обучения биологической обратной связи. Половина этого населения будет гражданским населением, а половина - ветеранами вооруженных сил. Во время этого обучения система биологической обратной связи будет применять короткие вибрации, подобные тем, которые генерируются мобильными телефонами, к их коже каждый раз, когда пациент достигает желаемой степени вращения бедра во время ходьбы. Участникам будет предложено продолжать увеличивать движение бедер, пока они не почувствуют вибрацию на каждом шагу. Перед тренировкой они будут оснащены носимой системой захвата движения, датчиками давления, встроенными в их обувь, и носимым пульсометром. Используя эти устройства, исследователи будут измерять модели ходьбы участников без биологической обратной связи, определяя их текущие способности. После завершения обучения их ходьба будет снова измерена, сначала с использованием системы биологической обратной связи, а затем снова через пятнадцать и тридцать минут после того, как система биологической обратной связи была удалена. Данные, измеренные во время этих тестов, позволят исследователям рассчитать показатели функциональной подвижности, которые используются для оценки качества ходьбы пациента, а затем сравнить, как эти показатели меняются до, во время и после тренировки с биологической обратной связью.

Знания, полученные в ходе этого исследования, представляют собой важный шаг к определению оптимальных стратегий биологической обратной связи для максимизации результатов мобильности пациентов. Полученные данные будут иметь важное значение для разработки протоколов переобучения походке, призванных снизить частоту хронических травм и позволить пациентам полностью реализовать свой потенциал подвижности. Основываясь на этих результатах, следующим этапом исследования будет включение обучения биологической обратной связи в стандартный шестинедельный протокол переобучения походке, чтобы оценить его долгосрочную эффективность в качестве инструмента реабилитации. В отличие от традиционного повторного обучения походке, которое требует, чтобы пациенты лично посещали клиники для всех сеансов, носимый, автоматизированный характер обучения биологической обратной связи позволит пациентам продолжать обучение походке из дома. Эта возможность позволит пациентам продолжать обучение между сеансами и, в конечном итоге, может заменить некоторые личные визиты. Этот потенциал для дистанционной терапии имеет важные последствия для улучшения доступа к помощи для людей, живущих на больших расстояниях от своих поставщиков услуг по реабилитации, или для тех, кто страдает от социальной тревожности, а также во время глобальных пандемий в области здравоохранения, когда личные посещения затруднены.