Utvärdering av ett multimodal taktil återkopplingssystem för användare med överkroppsamputation: Förkroppsligande och prestanda (THE_FBHAND)

Syftet med denna studie är att utvärdera effekten av att integrera taktila återkopplingssystem i en robotiserad övre extremitetsprotes. Dessa system levererar tryckstimuli (genom små silikonkammare som fylls med luft), vibrationsstimuli (genom små cirkulära aktuatorer) eller en kombination av båda till armen, för att förbättra känslan av att äga och kontrollera den konstgjorda handen. På detta sätt, när den robotiserade handen berör, griper och håller ett föremål, får användaren sensorisk återkoppling som kan göra protesanvändning mer naturlig, intuitiv och funktionell i vardagen. Detta förväntas förbättra känslan av kroppslig integration av protesen, särskilt genom att förstärka uppfattningen av att äga den bioniska lemmen och känslan av kontroll över den, vilket därmed förbättrar förmågan att utföra dagliga aktiviteter med protesen.

Dessutom syftar studien till att undersöka om samtidig leverans av flera stimuli kan förvirra eller orsaka obehag för användaren eller om de är väl integrerade av det känsliga systemet, vilket förbättrar upplevelsen av taktil sensation.

Detta är en pilotstudie, en öppen studie, vilket innebär att både forskarna och deltagarna kommer att vara medvetna om studiens olika faser. Studien kommer att inkludera personer med enarmad transradial övre extremitetsförlust, antingen förvärvad eller medfödd. Den planerade urvalsstorleken är 9 deltagare som uppfyller inklusions- och exklusionskriterierna och som ger skriftligt informerat samtycke för att delta i studien.

Studien består av två faser. Fas 1: Rubber Hand Illusion-experiment Under denna fas kommer återkopplingsenheterna som kallas WISH (tryckkänsla som tillhandahålls genom inflation av silikonkammare), VIBES (vibrationskänsla) och PUSE (båda enheterna applicerade och aktiverade tillsammans för att ge båda sensationerna, antingen synkront eller med minimal fördröjning) att placeras på den kvarvarande lemmen och säkras med elastiska Velcro-band. En robotiserad hand, kontrollerad av deltagaren genom elektromyografiska sensorer, kommer att placeras på ett bord framför deltagaren. Deltagaren kommer att se den robotiserade handen röra sig samtidigt som de får sensorisk återkoppling synkroniserad med dess rörelser. Olika stimuleringsförhållanden (endast tryck, endast vibration och kombinerad återkoppling) kommer att testas. I slutet av varje förhållande kommer ett frågeformulär att administreras för att bedöma uppfattningen av ägande och agens.

Fas 2: Användning av övre extremitetsprotes I den andra fasen kommer aktuatorerna att integreras i sockeln av en SoftHand-robotprotes, en myoelektrisk övre extremitetsprotes. Deltagare kommer att ombes att bära protesen och utföra uppgifter under varje av de återkopplingsförhållanden som testades i fas 1. Efter en fri användningsperiod för inlärning på cirka 10 minuter kommer deltagare att ombes att utföra uppgifter som involverar objekt- och ytigenkänning, samt aktiviteter i det dagliga livet, vilka kommer att tidtagas. Resultaten av de olika förhållandena kommer att jämföras för att identifiera den återkopplingskonfiguration som är associerad med bästa prestanda, definierad som färre fel och kortare utförandetid. I slutet av varje förhållande kommer ett frågeformulär att administreras för att bedöma användarvänlighet och tolerabilitet av protesen.