Моторные протезы для ампутантов нижних конечностей

ЦЕЛЬ1:

Во всех исследованиях участники будут повторять один и тот же экспериментальный протокол со своими пассивными протезами и нашим легким активным коленным суставом в комбинации с активным, полуактивным и пассивным голеностопным суставом. Исследователи также будут проводить анкетирование по 5-балльной шкале Лайкерта для оценки интуитивности, безопасности, физической нагрузки и умственной нагрузки для каждого тестируемого условия. У участников будет время ознакомиться с протоколом и протезом в отдельной тренировочной сессии.

Часть 1: Усилие при ходьбе по ровной поверхности и наклонам. Исследование оценит усилие при ходьбе, когда участники будут ходить по инструментированной беговой дорожке с самостоятельно выбранной комфортной скоростью. Основным результатом первого исследования будет усилие на культе, измеренное через пиковый момент сгибания бедра на стороне протеза. Вторичными результатами будут усилие на контралатеральной ноге, симметрия походки и равновесие. Экспериментальный протокол будет повторен для различных уклонов (например, 0%, +/-10%) во время отдельных экспериментальных сессий.

Часть 2: Передвижение по лестнице. Исследование проанализирует скорость и усилие при подъеме и спуске по лестнице. Участники будут передвигаться по инструментированной лестнице, включающей семь ступеней (четыре инструментированные). Основным результатом для подъема по лестнице будет соотношение между работой протеза и работой культи, тогда как для спуска по лестнице исследователи будут использовать работу здорового колена и голеностопа. Усилие на культе, контралатеральной ноге и верхней части тела (сила на поручне) будут вторичными результатами, наряду с субъективными предпочтениями.

Часть 3: Переходы из положения сидя в положение стоя. Это исследование оценит биомеханику при переходе участника между сидением и стоянием. Участники будут выполнять переходы из сидячего положения в стоячее и обратно со стула без подлокотников в самостоятельно выбранном темпе. Исследователи оценят биомеханику всего тела, аналогично нашим предыдущим исследованиям переходов сидя-стоя и стоя-сидя. Основным результатом этого исследования будет степень асимметрии.

ЦЕЛЬ2:

Участники повторят экспериментальные протоколы со своими предписанными протезами и нашим легким активным протезом, используя прямое электромиографическое управление и косвенный волевой контроль. Эксперименты будут проводиться в лаборатории захвата движения для оценки кинематики и кинетики всего тела. Исследователи также будут проводить анкетирование по 5-балльной шкале Лайкерта для оценки интуитивности, безопасности, физической нагрузки и умственной нагрузки для каждого тестируемого условия. У участников будет время ознакомиться с протоколом и контроллерами протеза в специальных тренировочных сессиях.

Часть 1: Ходьба по наклонным поверхностям при разных скоростях и условиях нагрузки. Это исследование оценит способность ходить с различными скоростями на подъемах/спусках при переноске предметов. Для этого участники будут ходить по инструментированной беговой дорожке как с самостоятельно выбранной скоростью, так и со скоростью 130% от самостоятельно выбранной, с удержанием 20-фунтового груза в обеих руках и без него. Разница между пиковым моментом бедра на здоровой стороне и стороне протеза будет использоваться в качестве основного результата. Вторичными результатами будут симметрия походки, равновесие и субъективные предпочтения. Во время отдельных сессий экспериментальный протокол будет повторен при 10% подъеме и 10% спуске.

Часть 2: Подъем по лестнице при разных скоростях и условиях нагрузки. Это исследование оценит способность подниматься и спускаться по лестнице при различных скоростях и условиях нагрузки. Участники будут подниматься по инструментированной лестнице с комфортной и быстрой самостоятельно выбранной скоростью. Участники будут подниматься по лестнице с обеими скоростями с 20-фунтовым предметом в руках или в рюкзаке и без него. Разница между пиковым моментом колена на здоровой стороне и стороне протеза будет использоваться в качестве основного результата. Вторичными результатами будут усилие на контралатеральной ноге, симметрия походки и равновесие.

Часть 3: Вставание, приседание, выпад и опускание на колени. Это исследование оценит способность вставать, приседать и делать выпады при различных условиях нагрузки. Участники выполнят пять повторений переходов из сидячего положения в стоячее. Затем они присядут, сделают выпад и опустятся на колени пять раз. Основным результатом будет нагрузка на протез. Вторичными результатами будут время выполнения, усилие в суставах и субъективные предпочтения.

ЦЕЛЬ3:

Участники повторят экспериментальные протоколы со своими предписанными протезами и нашим легким активным протезом. Во время специальных тренировочных сессий у них будет время ознакомиться с протоколом.

Часть 1: Маршрут передвижения. Участники выполнят десять попыток прохождения маршрута передвижения. Начиная со стула, вставая, проходя к 4-ступенчатой лестнице, поднимаясь по лестнице на приподнятую платформу, продолжая идти по платформе, поворачивая, спускаясь с промежуточной платформы по двухступенчатой лестнице, спускаясь по рампе, проходя к стулу и заканчивая сидением. Затем будут выполнены десять попыток обратного маршрута, начиная с сидения на стуле и заканчивая подъемом по рампе. Основным результатом будет среднее время прохождения маршрута. Вторичными результатами будут кинематика суставов во время переходов и субъективные предпочтения.

Часть 2: Самостоятельно выбранная скорость ходьбы. Участники выполнят тест ходьбы на 10 метров на саморегулируемой инструментированной беговой дорожке. Скорость ходьбы будет основным результатом. Вторичными результатами будут пространственно-временная симметрия походки и субъективные предпочтения.

Часть 3: Предиктор мобильности ампутантов. Это исследование направлено на оценку клинических показателей результатов с использованием Предиктора мобильности ампутантов, надежного показателя производительности, валидированного для лиц с потерей нижних конечностей, для выявления ограничений в протезной мобильности и измерения нескольких функциональных задач мобильности, необходимых в повседневной жизни.

Часть 4: Мобильность в реальных условиях. Это исследование обеспечит количественную оценку мобильности в сложных домашних и общественных условиях. Для этого исследователи измерят производительность и удовлетворенность, пока участники выполняют обычные повседневные действия, которые будут включать домашние дела (мытье полов, заправка постели, приготовление пищи, покупка продуктов) и досуговые занятия (выгул собаки, прогулка в парке, садоводство). Субъективные предпочтения будут основным результатом и будут оцениваться с помощью анкетирования с отдельными оценками интуитивности, безопасности, физической нагрузки и умственной нагрузки. Вторичным результатом будет кинематика, которую исследователи оценят с помощью системы захвата движения на основе IMU.