Kinematics of Ewing Amputees

Det specifika syftet med detta forskningsprotokoll är att utvärdera de elektromyografiska och kinematiska mönstren hos deltagare som har genomgått unilateral Ewing-amputation i nedre extremiteter för att bestämma hur lika deras resterande extremitetsdata är jämfört med deras intakta extremitetsdata. Ett sekundärt syfte med denna forskning kan inkludera jämförelse av Ewing-deltagareskohortens biomekaniska mönster med en liknande kohort av deltagare som har genomgått standardamputation.

Utredarna antar att den drabbade delen av deltagare med Ewing-proceduren kommer att visa ett mönster av elektromyografisk aktivering av deras AMI-konstruktioner och kinematisk data som rekapitulerar mönstret som ses i deras intakta lem. Utredarna antar sekundärt att den kinematiska bedömningen av Ewing Amputation-deltagare kommer att visa mönster som är betydligt mer fysiologiska än de som bevittnas i liknande bedömningar av standardamputerade.

Detta kommer att vara en tvärsnittsstudie med endast ett besök. Ett bekvämlighetsprov på 16 deltagare som tidigare har genomgått en Ewing-amputation av nedre extremiteter kommer att rekryteras för den föreslagna studien. Deltagarna kan därefter matchas med upp till 16 kontrolldeltagare som tidigare har genomgått vanliga amputationsprocedurer.

Deltagarna kommer att bedömas i en enda session i Motion Analysis Lab (MAL) på Spaulding Rehabilitation Hospital (SRH). Varje besök kommer att bestå av procedurerna som beskrivs nedan och förväntas ta cirka två och en halv (2,5) timmar.

Utredarna kommer att samla in demografisk data för varje deltagare för att hjälpa till med karakteriseringen av studiepopulationen. Sådana data kommer att innehålla frågor om tidigare medicinsk och kirurgisk historia, längd, vikt och protetisk och funktionell historia. Utöver självrapporterade data från deltagaren kan utredarna granska den elektroniska journalen för alla Mass General Brigham (MGB)-deltagare för att bekräfta demografisk information.

Kliniska tester kan utföras av utredarna för att bedöma deltagarens nedre extremiteter. Kliniska tester kan innefatta funktionell undersökning av varje deltagares rörelseomfång (ROM) och muskelstyrka för de nedre extremiteterna. Passiva höftrörelser (flexion, abduktion, adduktion, intern och extern rotation), knäflexion och -extension, och ankeldorsalflexion och plantarflexion kan bedömas med en goniometer om leden finns för varje lem.

Gångutvärderingar kommer att utföras i MAL under en session. Deltagarna kommer att uppmanas att byta om till shorts och en kortärmad skjorta (sådana klädesplagg kan tillhandahållas av labbet om det behövs). Data kommer att samlas in samtidigt med ett elektromyografiskt (EMG) system och ett motion capture-system. Båda systemen ingår i SRH-inventeringen och används rutinmässigt inom den kliniska vården.

De spatio-temporala parametrarna, kinematiska data och elektromyografiska data erhållna från Motion Capture System är de primära resultaten. Som en explorativ analys kommer utredarna att söka möjligheten att bedöma andra poster som symmetrimätningar och energiåtervinning som sekundära resultat.

Biomekanisk data kommer att samlas in för att studera gångmönster. För att säkerställa noggrannheten hos de biomekaniska uppgifterna kan utredarna samla in ytterligare data om deltagarens gångmönster med hjälp av ett tiokamerors rörelseanalyssystem (VICON) som är utrustat med kraftplattor (AMTI). För att spåra deltagarrörelser kommer reflekterande markörer att fästas med hjälp av bio-adhesiv tejp på deltagarens nedre extremiteter och bål baserat på anatomiska landmärken (till exempel: andra mellanfotshuvudet, mitten av calcaneus, lateral malleol, lateral skaft, distala laterala epikondyler, laterala lår , främre övre höftryggraden och korsbenet). Reflekterande markörer kan också placeras på protesen för att spåra dess rörelse. VICON-systemet inkluderar vanliga videokameror för att spela in sessionen. Utredarna kommer att be studiedeltagarna om tillåtelse att videofilma gångförsöken och använda materialet för vetenskapliga presentationer.

Elektromyografiska (EMG) data kan samlas in för att studera egenskaperna hos muskelaktiveringsmönster i nedre extremiteter under gång. Utredarna kommer att följa riktlinjerna för Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM) för att placera elektroder på flera nedre extremitetsmuskler. Dessa kan innefatta följande: gastrocnemius, tibialis anterior, peroneal longus, rectus femoris, vastus lateralis, biceps femoris eller gluteus maximus. EMG-elektroder kommer att fästas med bioadhesiv dubbelhäftande tejp och säkras med Coban (självhäftande omslag) om det behövs. Bärbar ultraljud kan användas för att lokalisera muskler för korrekt elektrodplacering vid denna tidpunkt. För att säkerställa korrekt kontakt kommer huden att förberedas för elektroderna; området kommer att rengöras med spritservetter och rakas vid behov. Data från elektroderna kommer att samlas in samtidigt med ett insamlingssystem som är synkroniserat med rörelseanalyssystemet.

I händelse av att yt-EMG (sEMG) inte är tillräckligt robust för att utföra försöken, kommer utredarna att gå över till nålbaserade elektroder. Om det fastställs att nålbaserade elektroder ska användas för att samla in EMG-data om en viss deltagares kvarvarande extremitet, kommer den amputerade deltagaren att träffa en läkare på protokollet med betydande erfarenhet av att arbeta med placering av elektroder i resterande extremitetsmuskulatur. Eftersom muskulaturen på den kvarvarande extremiteten kommer att vara olika för varje deltagare, kommer deltagarna att instrueras att göra testsammandragningar (t. ankel dorsalflexion eller plantarflexion) för att hjälpa till att lokalisera muskelställen. Sterila fintrådselektroder kommer sedan att placeras av läkaren på protokollet i var och en av de intressanta musklerna. Nålarna för elektrodplacering är 27-gauge nålar. Dessa nålar används akut i det kliniska utrymmet för att föra in fintrådselektroderna i musklerna. Nålarna tas sedan bort och kvarlämnar fintrådselektroden. Fintrådselektroden är extremt fin, med en diameter på 0,051 mm. Eftersom elektrodplacering är minimalt invasiv, kommer detta att ske i gånglabbet.

Varje deltagare kommer att bli ombedd att utföra en grovmotorisk uppgift för att bedöma statisk och dynamisk balans i sina skor och med den protesanordning de vanligtvis bär för ambulerande gemenskap. Deltagaren kommer att bli ombedd att göra detta flera gånger tills 5-10 försök med goda fotkontakter på kraftplattorna samlas in för varje sida (ben) av kroppen. Det kommer att finnas regelbundna vilopauser under provningen. I slutet av sessionen kommer en utbildad studieutredare att utföra en kort visuell kontroll av de områden där ytelektroderna var i kontakt med huden för att bedöma dessa tryckområden. Detta kommer att markera slutet på studieprocedurerna.