Автоматическая модуляция жесткости протезной стопы для улучшения баланса (OSA)

Лица с ампутациями нижних конечностей подвергаются более высокому риску падения по сравнению с трудоспособными и другими клиническими группами населения и с большей вероятностью получат травмы, изменяющие жизнь. Повышенный риск падения обусловлен, прежде всего, потерей мышц, пересекающих лодыжку, которые имеют решающее значение для поддержания контроля над балансом. Протезы разработаны таким образом, чтобы обеспечить необходимую жесткость и необходимую стабильность и поддержку. Хотя исследования показали, что оптимальная жесткость для поддержания равновесия варьируется в зависимости от двигательной активности (например, ходьба по прямой или поворот), большинство клинически назначаемых протезов являются пассивными и обеспечивают только фиксированный уровень жесткости. Один коммерчески доступный протез голеностопного сустава с электроприводом не восстанавливает контроль над балансом. Таким образом, протезное устройство, которое активно регулирует жесткость голеностопного сустава при различных видах амбулаторной деятельности, крайне необходимо для развития этой области и улучшения контроля баланса у людей с ампутациями нижних конечностей. Целью этого клинического исследования является определение жесткости протеза, которая оптимизирует контроль баланса у людей с ампутациями ниже колена при выполнении типичных амбулаторных действий в повседневной жизни. Мы считаем, что, согласовав жесткость голеностопного сустава с требованиями задачи, мы значительно улучшим контроль баланса и уменьшим риск падения у людей с ампутацией нижних конечностей.

Каждому участнику будет предоставлен новый протез, который включает в себя низкопрофильный протез стопы, категория жесткости которого будет определяться массой тела и уровнем активности (стандартная клиническая практика), протез стопы, категория жесткости которого на две категории жестче, и протез стопы, категория жесткости которого на две категории жестче. жесткость на две категории меньше жесткости. Участники продолжат использовать существующие гнезда для протезов и систему подвески, но длина их пилонов будет корректироваться по мере необходимости. При ношении различных исследуемых протезов в рандомизированном порядке в лаборатории захвата движения будут выполняться девять амбулаторных действий.

1. Ходьба по ровной местности с выбранной вами скоростью.
2. Ходьба по ровной поверхности на 15 % медленнее выбранной вами скорости.
3. Ходьба по ровной поверхности на 15% быстрее выбранной вами скорости.
4. Подъем по уклону 8% с выбранной вами скоростью.
5. Спуск по уклону 8% с выбранной вами скоростью.
6. Ходьба по ровной местности с произвольно выбранной скоростью, неся груз массой 5 ​​кг в одной руке на протезной стороне.
7. Ходьба по ровной, но неровной местности с выбранной вами скоростью.
8. Ходьба по кругу диаметром 2 метра на выбранной вами скорости так, чтобы протезная сторона находилась внутри круга.
9. Ходьба по кругу диаметром 2 метра с выбранной вами скоростью так, чтобы протезная сторона находилась за пределами круга.

Амбулаторные действия с 1 по 6 будут выполняться на оборудованной беговой дорожке. Груз, который нужно переносить в задании 6, будет представлять собой продуктовую сумку с ручками. Упражнение 7 будет выполняться на беговой дорожке с каменистой поверхностью. Действия 8 и 9 будут выполняться на земле на пяти силовых пластинах, встроенных в пол лаборатории, по контуру круга диаметром 2 метра. Перерывы для отдыха во время всех видов деятельности будут предоставляться по мере необходимости.

Данные этих экспериментов будут использоваться для расчета размаха углового момента всего тела во фронтальной плоскости (мера контроля баланса). Мы предполагаем, что существует оптимальный профиль жесткости, специфичный для конкретного пользователя, который максимизирует контроль баланса (т. е. минимизирует размах углового момента всего тела во фронтальной плоскости в течение цикла походки) для каждого вида активности при передвижении.