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下肢截肢者手动与数字插座的插座几何形状和临床结果

2024年7月9日 更新者:West Park Healthcare Centre

手动和数字设计的下肢截肢者假肢接受腔几何形状和临床结果的比较:可行性研究

下肢假肢最重要的方面是作为人体和机械假肢系统之间接口的承窝。 接受腔与残肢的正确配合是决定舒适度、悬挂、能量消耗以及最终剩余假肢功能效率的关键因素。 如果患者发现接受腔不舒服,则可能不会佩戴假肢。

传统的假肢接受腔制造是一个涉及多个阶段的高技能过程。 捕捉残肢的形状并修改模具是通过手动、动手的方法进行的。 这会导致临床医生之间的不一致,并增加人为错误的可能性。 有机会通过先进的计算机辅助设计 (CAD) 和制造 (CAM) 来改进这一流程。 3D 打印能够轻松制造一次性、复杂和有机的形状,例如假肢接受腔。 然而,数字方法消除了临床医生在手动设计插座时通常受益的触觉反馈,从而导致他们如何修改插座存在一些不确定性。 而且,学习曲线的差异可能会导致不同临床医生做出的修改不一致。

尽管临床医生可能对将知识从手动方法转移到数字方法犹豫不决,但使用 CAD 设计的插座仍然能产生成功的结果。 为了促进 3D 打印作为临床标准工具的广泛采用,需要进行更多研究,以更好地了解数字设计过程如何影响接受腔的几何形状,以及这如何影响截肢者的临床结果。

研究人员假设(1)数字设计的插座和手动设计的插座将具有几何差异,(2)与手动设计的插座相比,数字设计的插座将带来更好的临床结果,(3)改善的临床结果将与以插座特定区域为中心的几何差异相关。 然而,需要进行可行性研究来制定有效的方案。 这项可行性研究旨在探索用于下肢截肢者的接受腔几何形状和假肢效果,比较手动设计和数字设计的设备。 研究结果将有助于改进当前的 3D 打印技术并为用户探索结果。

研究概览

地位

完全的

条件

详细说明

这项交叉病例对照可行性研究旨在探索下肢截肢者的接受腔几何形状和假肢效果,比较手动设计和数字设计的设备。 可行性和结果测量将在常规假肢护理的三个主要阶段进行测量,即接受腔制造、接受腔安装和功能测试。

插座制作:

参与者将通过以下方式测量假肢装置:(1) 使用巴黎石膏绷带进行手动铸造,以及 (2) 使用 3D 扫描仪(Artec Eva、Artec 3D、卢森堡)进行扫描。 患者的残肢软组织密度也将使用标准量规(Fowler 深度计,Fowler Co., Inc.,马萨诸塞州,美国)在某些标志上进行测量:内侧喇叭口、远端、外侧、腘区、远端胫骨。 临床医生将使用 OMEGA 软件(OMEGA 软件,WillowWood Global LLC,俄亥俄州,美国)手动修改正石膏模型(此处为 M 插槽)并以数字方式修改扫描印模(此处为 AD 插槽)。 通过扫描铸件并将其导出至 OMEGA,M 插座正铸件将被数字化。 扫描的 M 插座文件和 CAD 插座文件均采用尼龙热塑性塑料 3D 打印(Stratasys F370,Stratasys Ltd.,明尼苏达州,美国)。 传统上,插座是通过将热塑性塑料覆盖在模具上来制造的,但在本研究中,两个插座都将采用 3D 打印。 然后,两个 3D 打印的插座将被加固,并使用玻璃纤维和树脂材料连接到相应的组件适配器,就像当前标准护理期间所做的那样。 为了消除混淆,将使用相同的悬架和组件。 受试者将接受患者体验调查,以对他们在每个形状捕捉过程中的体验进行评分。 在他们安装插座之前,研究助理将使用面对面访谈技术进行调查。

插座安装:

两个插座都将安装到受试者身上,并通过模拟视觉量表记录即时插座舒适度评分,并将记录患者佩戴每个设备的每一天。 直接的套筒配合将通过需要在套筒中添加的填充袜层的数量来记录。 此外,临床医生对插座所做的更改(例如局部缓解)也将被记录。 根据受试者的判断及其临床医生的判断,受试者将使用更舒适且更适合的插座继续治疗。 如果受试者发现两个插座同样舒适,他/她将选择首选插座继续治疗。 如果患者要求,医疗保健提供者将协助选择。 受试者将有 2 天的时间来适应所选的插座,并且将在受试者的治疗期间每天重新测试一次插座舒适度评分,并在出院前一天测试功能(定义如下)。

功能测试:

从 West Park 出院前一天,治疗完成后,参与者将通过 L 测试和 2 分钟步行测试 (2MWT) 进行功能测试。 该时间表是为了确保参与者可以安全地走出双杠。 将使用该设备进行功能活动性 L 测试。 为了患者的安全,椅子将放置在靠近测试区域的位置,并且允许受试者使用自己选择的助行器行走。 允许进行 1 次练习,然后进行 2 次试跑,试跑之间休息 1 分钟。 两次试验的平均时间将用于数据分析。 作为第二项功能测量,L 测试后将进行 2 分钟步行测试 (2MWT)。 为了控制学习和练习的效果,受试者将在测试前至少1天熟悉测试,或进行1次或多次模拟测试。 受试者可以使用自己选择的助行器行走,并在 2 分钟时间内休息。

功能测试将按照所描述的顺序进行。 功能数据将由适合患者的临床医生以外的团队成员收集,以防止结果出现偏差。 测试将由未参与研究的物理治疗师进行,以确保患者安全。 为了使该设备失明,研究人员在第一次试用时不会向患者透露该插座的设计方法。 研究完成后,参与者将把设备带回家。

将以描述性方式报告临床结果测量数据(平均值、标准差、最小值和最大值),并在完成数据收集之前起草详细说明预期分析的统计分析计划,为未来的研究提供信息。 将计算效应大小以帮助支持未来研究的样本大小计算。 将收集可行性数据,并根据以下先验标准确定可行性分析的成功:所有合格潜在参与者的招募率≥70%;在招募的参与者中,≥70% 遵守所描述的方案,以便有效收集适合在最终研究中使用的定量和定性数据; <20% 退出研究; SCS、L 检验和 2MWT 被确定为该方案可接受且适当的结果测量;定量和定性数据表明,数字设计的插座与手动设计的插座具有不同的几何形状。 将使用研究开始(主动招募开始后)和研究结束(达到所需样本量后)之间获得的平均值来计算招募率、坚持率和退出率。 如果至少有一个标准不满足,这项研究将决定更大规模的研究不可行。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

10

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

    • Ontario
      • Toronto、Ontario、加拿大、M6M 2J5
        • West Park Healthcare Centre

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

  • 成人
  • 年长者

接受健康志愿者

不

描述

纳入标准:

  • 住院成人(18 岁及以上)
  • 单侧小腿截肢术
  • 有资格获得预备假肢装置
  • 能够用英语进行口头和书面交流
  • 能够容忍参加额外的 30 分钟 3D 扫描课程

排除标准:

  • 表现出明显的认知障碍
  • 癫痫病史
  • 在研究期间的任何时间点进行透析

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 主要用途:其他
  • 分配:不适用
  • 介入模型:单组作业
  • 屏蔽:无(打开标签)

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:3D打印插座
参与者残肢的 3D 扫描将使用 3D 打印进行数字化修改和制作。
在形状捕获住院预约期间,将通过 (1) 使用巴黎石膏绷带手动铸造和 (2) 使用 3D 扫描仪扫描来测量参与者的假肢装置。 临床医生将手动修改正石膏模型,并使用 OMEGA 软件以数字方式修改扫描印模。 手动修改的正片将通过扫描铸件进行数字化,然后进行 3D 打印。 经过数字修改的套接字文件也将被 3D 打印。 研究人员将在每个插座上制作去识别标记,以在 3D 打印后区分两个插座,并记录插座安装到患者身上的顺序。

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
患者招募率
大体时间:通过学习完成,平均1年
在整个研究期间将跟踪符合条件的患者数量与招募的患者数量。
通过学习完成,平均1年
遵守协议
大体时间:通过学习完成,平均1年
在整个研究期间,将跟踪对方案步骤(即铸造、CAD、3D 打印或功能测试方案)的遵守情况,并将保留标准化程序清单,以衡量按照保真度评估预期实施程序的速度。
通过学习完成,平均1年
患者保留率
大体时间:通过学习完成,平均1年
在整个研究期间将跟踪患者的退出率。
通过学习完成,平均1年

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
插座几何差异
大体时间:通过学习完成,平均1年
将通过在 CAD 软件中叠加两个文件并测量整个印模的尺寸差异来比较两个插槽的 3D 几何形状。 将记录全局平均差异以及进行纠正的解剖区域的局部差异。 这些包括髌骨、胫骨结节、胫骨远端、腓骨头以及股骨内侧髁和外侧髁的压力敏感区域;髌腱的耐压区域、胫骨的内侧和外侧张开、腓骨的外侧张开、腘区和残端远端。 任何其他发现的主要差异都将被测量并记录其位置。
通过学习完成,平均1年
插座舒适度分数变化
大体时间:通过学习完成,平均1年
还将使用数字量表来衡量患者接受窝的舒适度(0 = 完全不舒服;10 = 非常舒适)。
通过学习完成,平均1年
两分钟步行测试
大体时间:在从西公园出院前一天进行。
参与者将被指示在 2 分钟内尽可能地来回走动,而无需任何进一步的鼓励。 考试前至少一天允许进行一次或多次模拟测试。 测试管理员将走在受试者身后,以尽量减少起搏的影响。
在从西公园出院前一天进行。
L检验
大体时间:通过学习完成,平均1年
参与者将被要求从椅子上站起来,向前直走7米,转90度,再走3米,转180度,然后回到椅子上。 秒表将用于记录从“走”这个词到受试者返回时臀部第一次撞击座椅表面的时间。 测试管理员将使用数字秒表计时,并使用带有计数器的校准轮来测量行走的距离。 允许进行 1 次练习,然后进行 2 次试验,试验之间休息 1 分钟。 两次试验的平均时间将用于数据分析。
通过学习完成,平均1年

其他结果措施

结果测量
措施说明
大体时间
人口统计
大体时间:通过学习完成,平均1年
从 LLA 患者那里收集的人口统计问题将包括:年龄、性别、截肢原因、教育水平和工作状况。
通过学习完成,平均1年
生理成本指数
大体时间:通过学习完成,平均1年
通过两分钟步行测试心率计算得出,即静息心率和活动心率之间的差值,除以基于 2 分钟内步行距离的平均步行速度。 PCI 与截肢者的摄氧量密切相关,因此可以提供步行效率的有用估计。
通过学习完成,平均1年

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

调查人员

  • 首席研究员:Winfried Heim, MSc, C.P.(c)、West Park Healthcare Centre

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2021年11月10日

初级完成 (实际的)

2023年11月30日

研究完成 (实际的)

2023年11月30日

研究注册日期

首次提交

2021年7月28日

首先提交符合 QC 标准的

2024年7月9日

首次发布 (实际的)

2024年7月16日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2024年7月16日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2024年7月9日

最后验证

2024年7月1日

更多信息

与本研究相关的术语

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

不

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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