Utvärdering av transfemorala amputerade vid övergång från en mekanisk till en mikroprocessorknäprotes

Forskningshypotes Den centrala hypotesen i detta förslag är att verkliga fördelar med mikroprocessorknän (MPK) till stor del underskattas på grund av bristen på känsliga och ekologiskt giltiga metoder för att utvärdera motorisk prestanda. Detta gör det svårt att motivera MPK för många amputerade som skulle kunna dra nytta av det. Utredarnas senaste forskning om förhållandet mellan steglängd och kadens och analys av gångar med dubbla uppgifter erbjuder en ny riktning för att övervinna några av dessa begränsningar.

Varför steglängd-kadensförhållande för MPK? Eftersom steglängd och kadens bildar ett starkt linjärt samband över en rad gånghastigheter, erbjuder en undersökning av styrkan i deras association ett unikt sätt att karakterisera naturlig gång. Utredarna fann att förhållandet mellan steglängd och kadens är stört hos protesanvändare. Steglängd-kadensförhållandet störs också bilateralt, vilket indikerar förändrad neurokontroll av gång. Till skillnad från ett mekaniskt knä justerar MPK:er egenskaperna för att anpassa sig till förändringar i hastighet, som liknar mer naturligt gångmönster. Således förväntas steglängd-kadensförhållandet vara snävare för MPK än ett mekaniskt knä.

Varför dual-task gång för MPK? Dubbeluppgiftsgång är handlingen att gå medan du utför en extra uppgift (prata, sms:a, etc.). Den extra belastningen på nervsystemet förändrar gång. Således återspeglar "gå medan du pratar" bättre verklighetens gång än standardgångsanalys. Gångstudier med dubbla uppgifter hos protesanvändare är sällsynta. Det klassiska utfallsmåttet i dual-task-studier är en standardavvikelse dividerad med medelvärdet för varje gångparameter separat, vilket ignorerar deras beroende av förändringar i hastighet. Utredarna utvecklade nyligen en ny metod för att analysera gång med dubbla uppgifter baserat på det linjära samband som steglängd och kadens har med hastighet. Standardavvikelserna för skillnaden mellan den faktiska datapunkten för steglängd eller kadens från den punkt som förutspås av linjen som representerar den bästa passningen med hastighet jämförs mellan frigång och gång med två uppgifter. Denna beräkning av variabilitet i steglängd eller kadens tar hänsyn till deras förändringar från försök till försök med den hastighet som kan påverka resultaten. Tidigare studier tyder på att MPK kräver mindre extra eftertanke under gång. Om det verkligen är fallet bör användarna kunna flytta motoriska och kognitiva resurser från gång till andra aktiviteter och samtidigt ha mindre varierande gång under förhållanden med två uppgifter. Eftersom minskad gångvariation har varit relaterad till bättre neurokontroll av gång och mindre risk för fall, kommer den föreslagna proof-of-principle-studien att vara det första steget mot att tillhandahålla kritiska saknade bevis för att motivera användningen av MPK i en bredare population av amputerade, särskilt hos K2-användare eller personer med kognitiva funktionsnedsättningar till följd av kärlsjukdom eller diabetes.

Mål: Utvärdera skillnader i gång och funktion mellan en MPK (RheoKnee®, Ossur) och ett mekaniskt knä hos K2- och K3-protesanvändare i en A-B-A och B-A-B enämnesdesign.

Specifikt mål 1: Bedöm förhållandet mellan steglängd och kadens under gång med MPK jämfört med det mekaniska knäet.

Hypotes 1.1: Det linjära förhållandet mellan steglängd och kadens kommer att förbättras avsevärt efter att ha bärt MPK. Hypotes 1.2: Linjäriteten för steglängd-kadensförhållandet kommer att vara betydligt högre för MPK än för det mekaniska knäet.

Specifikt mål 2: Bestäm förändringarna i kostnaden för dubbla uppgifter när du går med MPK jämfört med det mekaniska knäet.

Hypotes 2.1: Under tillståndet med dubbla uppgifter kommer variationen i steglängd och kadens att vara betydligt mindre när man bär MPK än det mekaniska knäet.

Specifikt mål 3: Jämför prestanda mellan MPK och det mekaniska knäet på kliniska mått på rörlighet, balans och användarpreferenser.

Hypotes 3.1: Mått på funktionell rörlighet kommer att förbättras mer när du bär MPK än det mekaniska knäet Hypotes 3.2: Balansmått kommer att förbättras mer när du bär MPK mer än det mekaniska knäet.

Hypotes 3.3: Ledernas rörelseomfång och markens reaktionskraftssymmetri kommer att förbättras när man bär MPK.

Studera design:

Studien kommer att använda en A-B-A och B-A-B enkelämnesdesign (A- försökspersonens nuvarande mekaniska knä; B-MPK: RheoKnee®). Syftet med B-A-B-design är att kontrollera för en inlärningseffekt på grund av multipla upprepningar av kognitiva uppgifter under dubbeluppgiftsgång, vilket kan bidra till hypotetiska förbättringar i fas B av A-B-A-designen. Varje fas kommer att pågå i 4 veckor.

Protokoll:

Berättigade försökspersoner som undertecknat samtyckesformuläret kommer att slumpmässigt fördelas till A-B-A- eller B-A-B-gruppen. Rätt passform/inriktning av det aktuella mekaniska knäet kommer att verifieras och, om det är bra, kommer 3D-gångsanalysen och funktionsbedömningen (fullständig utvärdering) att utföras vid baslinjen. Att gå i upp till 5 självvalda hastigheter (mycket långsamt till mycket snabbt) och gång med dubbla uppgifter (gångsutvärdering) kommer också att utvärderas vid baslinjen och sedan på veckobasis under varje fas. I slutet av varje fas upprepas gångutvärdering och fullständig utvärdering. Slutet av varje aktuell fas och början av en ny fas separeras av en övergångsperiod. Övergångsperioden börjar med inriktning av en ny enhet följt av 2 veckors boende under vilka upp till 6 gångträningspass ges av en sjukgymnast (PT) och inriktningen kontrolleras. Alla ansträngningar kommer att göras för att bibehålla motivets nuvarande uttagsstil och fjädringssystem. B-A-B-designen är identisk med A-B-A-designen förutom en extra övergångsperiod i början eftersom de naiva ämnena passar för första gången med MPK.

Metoder:

Användare av en mekanisk knäprotes kommer att rekryteras från befolkningen som betjänas av Methodist Rehabilitation Center om de uppfyller registreringskriterierna. Efter att samtyckesformuläret har skrivits på kommer försökspersonerna att tilldelas A-B-A- eller B-A-B-gruppen med hjälp av en slumpmässig nummersekvens.

Utvärdering av gång:

Självvalda hastigheter:

Temporala och rumsliga fotfallsdata kommer att samlas in av en elektronisk gångväg (20 fot) när försökspersonen går i fem självvalda hastigheter (mycket långsam, långsam, normal, snabb, mycket snabb). Ett område i varje ände av gångvägen kommer att tillåta acceleration och retardation så att endast rörelse i stadigt tillstånd registreras. Försökspersonerna kommer att genomföra minst 4 pass vid varje hastighet, som de väljer fritt för att uppnå det mest naturliga gångmönstret. Den normala gånghastigheten kommer alltid att samlas in först. Ordningen på kategorierna för långsammare/snabbare hastigheter kommer att slumpas med den mycket långsamma/snabba hastigheten som samlades in sist i varje kategori. Försökspersonerna kommer att instrueras att modulera hastigheten inom säkerhetsgränserna och uppmuntras att genomföra alla hastigheter, i den utsträckning det är möjligt.

Dubbeluppgiftsgång:

Fyra kognitiva uppgifter kommer att användas för gång med dubbla uppgifter; bakåtstavning, seriell subtraktion, sifferspann och kategorilistning. Tre uppgifter kommer att användas vid varje bedömningspunkt för att stävja effekten av lärande. Uppgifter kommer att väljas ut slumpmässigt så att var och en ges lika många gånger i varje fas. Alla fyra uppgifterna kommer att användas vid baslinjen. Olika uppmaningar kommer att ges för att säkerställa att ingen uppgift presenteras på samma sätt två gånger.

Före varje bedömning kommer försökspersonen att öva på de valda uppgifterna sittande för att bekanta sig med protokollet. För dubbeluppgiftsgången kommer försökspersonen att instrueras att gå i en bekväm takt och samtidigt utföra kognitiva uppgifter utan specifika instruktioner om prioritering. De kognitiva uppgifterna kommer att blockeras randomiserat med varje block som innehåller 4 gångförsök. I slutet kommer försökspersonen att bli ombedd att betygsätta uppgiftens svårighetsgrad på en 7-gradig Likert-skala.

Fullständig utvärdering:

• Funktionell protesbedömning (Amputee Mobility Predictor, L-test, 6-minuters gångtest, Berg Balance Scale, Physiological Cost Index, Temporal/Spatial Gait Assessment)
• Användarutvärdering av protesen (Prosthesis Evaluation Questionnaire, studiespecifika knäpreferensutvärderingar)
• Datoriserad 3D-gångsbedömning (3D-gångskinematik och kinetik)
• Kognition/humör (Modifierad Mini-Mental State Exam, Trails A & B, Patient Health Questionnaire)

Utfallsmått:

Specifikt mål 1: Steglängds kadensförhållande

• Huvudresultat: bestämningskoefficient (R2) för den linjära regressionslinjen
• Sekundära resultat: topphastighet och hastighetsområde

Specifikt mål 2: Kostnad för gång med två uppgifter

• Huvudresultat: variabilitet (standardavvikelse) av steglängd och kadens under fria förhållanden och förhållanden med dubbla uppgifter
• Sekundära utfall: kika/hastighetsområde under de två förhållandena; svårighetsgraden

Specifikt mål 3: Jämförelse av förändring mellan K2- och K3-användare

• Huvudresultat: poäng från Berg Balance Scale, Prothesis Evaluation Questionnaire, Amputee Mobility Predictor, L-test, 6-minuters gångtest, fysiologiskt kostnadsindex
• Sekundära resultat: Temporal/Spatial Gait Assessment, 3D-ledens rörelseomfång, ledvinklar vid kritiska ögonblick, markens reaktionskraft

Analys:

På grund av karaktären av enämnesdesignen kommer data att utvärderas både kvalitativt och med små-n-design statistiska metoder.