Jämför intakt och återstående amputerad muskel

Det kommer att vara cirka 80 deltagare i denna studie: 40 som har amputationer av underbenen och 40 som inte har det.

Minst 48 timmar kommer att skilja varje testsession åt.

En uppvärmning ingår i varje pass och försökspersonerna tar regelbundet pauser mellan försöken. Forskargruppen kommer regelbundet att kolla in dem och de är välkomna att berätta när de vill ha en paus eller stanna när som helst av någon anledning.

Försökspersonerna kommer att bli ombedda att utföra kontrollerad isolerad muskelaktivitet i sina fotledsmuskler, ges feedback om deras muskelaktivering för att kontrollera sin ansträngning och förhindra trötthet. Efter aktivitet av isolerade muskler kommer försökspersonerna att bli ombedda att utföra funktionella uppgifter inklusive tyst stående, posturala svajningar, sitta ner och stå upp, knäböj, hälhöjningar och promenader.

Individer med amputation kommer att utföra uppgifterna med sin personliga passiva protesanordning såväl som en driven aktiv protes (efter uttagsanpassning och lämplig anpassning till komfort av en certifierad, utbildad protesläkare) för att jämföra muskelaktivitet i funktionella uppgifter. Individer utan amputation kommer att utföra uppgifterna för ytterligare jämförelse.

Ytelektromyografi, ultraljud och rörelsefångstdata kommer att användas för att registrera muskelaktivering, muskelarkitektur respektive ledbiomekanik och utvärdera observationer och effekter mellan kvarvarande och intakta muskler.

Mer information finns nedan.

-- Följande sensorer/enheter kommer att anslutas till studien. Sensorerna kommer att fästas via ett dubbelsidigt lim, självhäftande omslag eller remmar. Alla är lätta avtagbara och justerbara för sin komfort. Att bära shorts rekommenderas för att förenkla processen att lägga till sensorer.

1. Muskelaktivering när du sitter (session 1):

   a. Muskelaktivitetssensorer: i. Antal: 4 ii. Placering: 1 på fram- och baksidan av benet under knät.

2. Muskelaktivering när du sitter (sessioner 2-3):

   a. Muskelaktivitetssensorer: i. Samma som session 1 b. Joint Dynamics Device: i. Försökspersoners amputerade fot kommer att spännas fast i en plattform som mäter hur mycket de drar/skjuter eller rör på fotleden. Vid uppgifter som funderar på att aktivera fantomlemmet kommer forskargruppen att be deltagarna att matcha aktiviteter med båda extremiteterna så att forskargruppen kan spela in vad deltagarna tänker på med fantomlemmet via den icke-amputerade foten.

   c. Muskelformssensorer: i. Antal: 2 ultraljudsonder ii. Placering: På fram- och baksidan av benet, byter ben mellan pass.

3. Protesanpassning (pass 4-6):

   a. Muskelaktivitetssensorer: i. Samma som session 1 b. Uttag: i. En utbildad protesläkare kommer att gjuta och montera ett uttag utformat för att säkert passa muskelaktivitetssensorerna.

   c. Motordriven protesanordning i. En utbildad protesläkare hjälper till att rikta in den gjutna hylsan med en motordriven protes som forskargruppen har i labbet.

4. Funktionella uppgifter (pass 7-16):

   a. Muskelaktivitetssensorer: i. Antal: 18 ii. Placering: 1 på fram- och baksidan av benet under knät, 2 på framsidan av benet ovanför knäet, 1 på baksidan av benet under knät (5 per ben), 2 på armen över och under armbåge (4 per arm) b. Uttag: i. Inpassad i tidigare sessioner c. Motordriven protesanordning i. Passade och anpassade i tidigare sessioner d. Rörelsemätningsmarkörer: i. Antal: 40 totalt. ii. Placering: 4 på huvudet, 5 på bålen, 7 på varje arm, 5 på höfterna, 3 på varje ben, 1 på varje fotled, tår och hälar (på skon).

   e. Sele: i. En sele fäst i taket kommer att användas för att fånga upp försökspersoner som faller under experimentet.

Under varje besök kommer forskargruppen att be försökspersonerna att göra allt följande:

1. Muskelaktivering när du sitter (sessioner 1-3): Kom till labbet för 3 första sessioner, där de kommer:

   1. Öva muskelaktivering av deras fotledsmuskler medan du bär sensorer som mäter deras muskelaktivitet och form. Det kommer att göras en kort kalibrering av deras maximala ansträngning för att säkerställa att muskelaktivering kommer att vara mindre än maximal ansträngning under resten av studien.
   2. Forskargruppen kommer att ge dem visuell biosignalåterkoppling för att vägleda dem hur de ska kontrollera sina muskler.
2. Protesanpassning (sessioner 4-6): Delta i en session där en utbildad protesläkare kommer att gjuta sin kvarvarande lem för en socket, följt av 1, 2 eller 3 passningar (upp till 3 totalt) sessioner med sin hylsa och en motordriven protes med en legitimerad protesläkare. Varje besök tar upp till två timmar. Protetisten kommer att duplicera sitt nuvarande uttag och be dem att bära det med en motordriven protes. Protetikern kommer också att göra modifieringar om de inte gillar uttaget för att säkerställa passform och komfort när de bär uttaget.

3. Funktionella uppgifter (sessioner 7-16): När passningen har slutförts kommer deltagarna till labbet för upp till 10 extra sessioner för funktionella uppgifter. Under varje besök kommer deltagarna att få träna på att modulera och kontrollera aktiveringen av de amputerade och icke-amputerade musklerna. Efter att ha tränat och tränat på att aktivera och kontrollera musklerna kommer forskargruppen att be deltagarna att utföra följande uppgifter:

   1. Tyst stående (rör sig inte)
   2. Postural svajning (lutar sig framåt och bakåt)
   3. Att sitta ner och stå upp upprepade gånger
   4. Hukande
   5. Stå upp på tå (hälen)
   6. Att gå på ett löpband i sin föredragna gånghastighet

Ledstänger (både vänster och höger) kommer alltid att finnas tillgängliga för att ge balansstöd om det behövs, och ytterligare seleskydd är tillgängligt.

Individer utan amputation kommer att utföra de funktionella uppgifterna en gång. Individer med amputation kommer att uppmanas att utföra den funktionella uppgiften både med sin passiva protes och en motordriven protes för att avgöra om den drivna enheten förbättrar funktionella prestanda, förutom att jämföra med individer utan amputation. Ibland kommer forskargruppen att ge dem auditiv feedback för att hjälpa deltagarna att tajma rörelsen, och visuell biosignalfeedback för att vägleda dem om hur deltagarna lägger vikten mellan benen.

Forskargruppen förväntar sig att deltagarna kommer in för upp till ytterligare 10 sessioner för dessa aktiviteter för att ta hänsyn till anpassningar i prestanda när de använder en motordriven protes, och efter träningsutvärderingar av deras amputerade och icke-amputerade muskler. Denna uppskattning tillgodoser också nödvändig uppställnings- och nedtagningstid som försökspersonerna måste vara närvarande under, samtidigt som rimliga individuella sessionsperioder bibehålls.