JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

פותחה גישה ניסיונית לגרימת טריפ בקטועי גפיים תחתונות. המטרה הייתה ליצור נסיעות בלתי צפויות ולגרום לתגובות מעידה/התאוששות משמעותיות. הנתונים הקינמטיים מקטוע טרנס-טיביאלי אחד אישרו שגישה כזו מעוררת ביעילות תגובות התאוששות מנסיעה.

Abstract

החזרת שיווי המשקל לאחר טיול היא מאתגרת עבור קטועי גפיים תחתונות ולעתים קרובות גורמת לנפילה. היעילות של השבת שיווי המשקל לאחר נסיעה תלויה בגורמים כגון רמת הקטיעה (טרנס-טיביאלית או טרנס-פמורלית) או איזו איבר מעד (תותבת או קול/עופרת או נגררת). הבנת תגובות ההתאוששות יכולה לסייע בזיהוי אסטרטגיות למניעת הפיכת טיול לנפילה ואיזו פונקציונליות של תגובת נסיעה ניתן לעצב לתותבת. מחקר זה מציג גישה ניסיונית לגרימת נסיעות בלתי צפויות אצל אנשים עם קטיעה. המעידה הופעלה באופן ידני על ידי הפעלת מכשיר אלקטרומגנטי להעלאת חוט פוליפרופילן כדי לחסום (כמעט לעצור) את הגפה המתנדנדת בשלב אמצע התנופה שלה. רתמת בטיחות המחוברת למעקה תקרה הבטיחה שהמשתתפים לא יפגעו בקרקע אם הם לא הצליחו להחזיר את שיווי המשקל לאחר הנסיעה (כלומר, היא מנעה נפילה). קטוע רגל טרנסטיביאלי אחד השלים ניסויי הליכה חוזרים ונשנים שבהם הושרה נסיעה בערך 1 מתוך 15 פעמים כדי למנוע את הצפוי. קינמטיקה תלת מימדית נקבעה באמצעות שני סמארטפונים (60Hz) באמצעות תוכנת OpenCap, מה שמדגיש כי הגישה הניסיונית גרמה לתגובות מעידה/התאוששות משמעותיות בהתאם לאיבר שנמעד (תותב או קול). המתודולוגיה המוצגת נמנעת משימוש במכשול קשיח, מה שעלול להפחית את הסיכון לפציעות, והיא זולה וקלה להתקנה. חשוב לציין, הוא מאפשר להציג טיול באופן בלתי צפוי בשלב אמצע הנדנדה של ההליכה ומכאן מספק גישה לזיהוי תגובות התאוששות נסיעה בעולם האמיתי. בעת מעידה על איבר הקול, המשתתפים יכלו 'להתנתק' מחוט הטריפ (לאחר הנסיעה) על ידי כיפוף הקרסול, אך פעולה כזו לא הייתה אפשרית בעת מעידה על הגפה התותבת.

Introduction

ההערכה היא כי 57.7 מיליון אנשים ברחבי העולם חיים עם קטיעת גפיים, מתוכם ~ 65% מתרחשים בגפיים התחתונות1. קטיעת גפיים תחתונות עשויה לנבוע ממספר גורמים (למשל, אירועים טראומטיים חריפים, התקדמות המחלה, סיבוכים בריאותיים, ניתוח מציל חיים ועיוות מולד). זה נקשר לשיעורי תמותה ותחלואה גבוהים בקרב אנשים עם מצבים בריאותיים ירודים2. בנוסף, חידוש הניידות לאחר קטיעה הוא חיוני להחזרת איכות חיים וחיים עצמאיים ומהווה אחד האתגרים המשמעותיים ביותר עבור משתמשי תותבות3.

לאחר קטיעה, מגבלות הניידות מלוות בטווח תנועה מופחת4, ירידה בכוח5, ירידה בביטחון בשיווי משקל6, ועלולות להוביל לניוון מפרקים ניכר בגפה הלא קטועה7. שינויים אלה מתוארים כגורמי סיכון רלוונטיים לנפילה8. ואכן, למשתמשים בתותבות גפיים תחתונות יש סיכוי כפול ליפול בהשוואה לאוכלוסייה הכללית9. כ-40% ו-80% מהאנשים עם קטיעות טרנסטיביאליות וטרנס-פמורליות נופלים לפחות פעם בשנה 9,10. נפילות מתרחשות לרוב במהלך הליכה11,12, וקטועי גפיים עם יכולת הליכה מוגבלת (מותאמת לחשיפה) הם בעלי סיכוי גבוה פי שישה ליפול ופי שמונה לסבול מפציעה11. בנוסף, למשתמש בתותבת גפיים תחתונות שחווה נפילה בשנה האחרונה יש סיכוי של 13% ליפול שוב. ההסתברות עולה ל-28% אם הם חוו שתי נפילות בששת החודשים האחרונים13. לפיכך, נפילה היא בעיה מדאיגה עבור קטועי גפיים תחתונות.

מעידה בזמן הליכה היא גורם דומיננטי לנפילות אצל משתמשים בתותבות. במהלך טיול, יש הפרעה פתאומית של הגפה המתנדנדת (למשל, נגרמת על ידי מכשול או שטח לא אחיד), מה שגורם לגוף להסתובב קדימה במהירות על הגפה התומכת וגורם לדחף גדול קדימה 14,15. שמירה / שחזור שיווי משקל לאחר מעידה עבור משתמשים תותבים יכול להיות הרבה יותר קשה בגלל היעדר מפרקי קרסול או ברכיים, שרירים נלווים ומשוב חושי מופחת. תגובה לא יעילה למעידה עלולה להסתיים בהפיכתה לנפילה, שעלולות להיות לה השלכות פיזיות, פסיכולוגיות וחברתיות משמעותיות16.

מספר מחקרים התמקדו בתיאור אסטרטגיות התאוששות ממעידה עבור מבוגרים ובעלי כושר גופני 17,18,19,20 על ידי גרימת נסיעה בתרחיש מבוקר מעבדה. מספר שיטות יושמו כדי לייצר הפרעה ליצירת טריפ. ישנן דרכים רבות לכפות הפרעה בנסיעה, כולל חסימת קטע הגפה התחתונה בשלב הנדנדה שלו באמצעות חבל המחובר לקרסול21 או שימוש במכשולים המוצבים באופן בלתי צפוי לפני מישהו שהולך על הליכון20,22. בנוסף, כמה מחקרים יישמו שינויים פתאומיים במהירות ההליכון כדי להפר את שיווי המשקל הדינמי (כלומר, לגרום למעידה)23. לבסוף, אחרים השתמשו בחפצים קשיחים הממוקמים ידנית 18,24,25 או אוטומטית 22,26 בדרך של הגפה המתנדנדת כדי לגרום לאירוע נסיעה במהלך הליכה מעל הקרקע.

למרות יישום מוצלח של אסטרטגיות כאלה במבוגרים, רק מחקרים מעטים גרמו לטריפ בקטועי גפיים תחתונות, כאשר פחות מהם עדיין מעורבים אלה עם קטיעת רמה טרנס-פמורלית 21,25,26. לדוגמה, קרנשו ועמיתיו מעדו ב-TFA בזמן שהלכו על הקרקע באמצעות מכשול קשיח נסתר שהופעל ידנית כדי להופיע מהקרקע. עם זאת, דרך כזו להציג מכשול היא תובענית מבחינה טכנית ולכן יכולה להיות יקרה לשכפול. שירוטה ועמיתיו גרמו לטיול ב-TFA בזמן שהמשתתפים הלכו על הליכון באמצעות חבל המחובר לקרסול. למרות שנגרמה מעידה, ייתכן ששימוש בחבל הגביל את הניסוי מכיוון שהוא ככל הנראה הפריע למשתתפיםללכת באופן טבעי. לאחרונה, אוולד ועמיתיו הכשילו את TFA על ידי הנחת קוביות פלדה על מסוע הליכון באמצעות אלגוריתם מיקוד משולב כדי לאפשר לאובייקטים לגרום להפרעה בשלבים שונים של שלב הנדנדה (נדנדה מוקדמת, אמצעית, מאוחרת)26. עם זאת, פרוטוקולים מבוססי הליכון עשויים שלא לשחזר במלואם את התנאים במהלך הליכה מעל הקרקע27. שימוש בפרוטוקול מבוסס הליכון גם אינו אידיאלי בעת חקירת TTA או TFA המשתמשים במכשירי כף רגל-קרסול או ברכיים הנשלטים על ידי מיקרו-מעבד מכיוון שהחיישנים האוטומטיים המשמשים במכשירים כאלה מוגדרים להליכה על משטח מוצק/נייח. לפיכך, כאשר הולכים על משטח לא נייח, חיישנים אלה עשויים להפעיל את הצילינדרים ההידראוליים של המכשיר 'להתאים את עצמם' את ההתנגדות שלהם לרמה שגויה.

במחקרים קודמים שגרמו לנסיעה במהלך הליכה מעל הקרקע, הפרעת הנסיעה נגרמה על ידי מגע של הגפה המובילה במכשול מוצק שהופיע לפניהם. עם זאת, שימוש בחפצים קשיחים כאלה עלול לגרום לפציעות בכף הרגל עקב כוחות פגיעה25. כאן אנו מתארים גישה ניסיונית למעידה של הגפה המתנדנדת שנמנעת מהבעיה של כף הרגל לפגוע במשהו מוצק. מנגנון הניתוק נוצר על ידי מערכת אלקטרומגנטית השולטת בשחרור צלחת המופעלת על ידי קפיץ מטלטלין. כאשר המכשיר האלקטרומגנטי מושבת, הצלחת המופעלת על ידי קפיץ הממוקמת בצד אחד של השביל נמשכת כלפי מעלה, ומרימה חוט פוליפרופילן (קוטר 4 מ"מ) הממוקם בניצב לכיוון ההליכה. החוט מעוגן לצד הנגדי של השביל ומורם לגובה של 0.1 מ '. חוטי דמה (3 עד 4, במרחק של לפחות מטר אחד זה מזה) ממוקמים על פני השביל כך שהמשתתפים לא יכולים לנחש איזה חוט יגרום להפרעה. הנסיין מנטרל ידנית את המכשיר האלקטרומגנטי כאשר הגפה הנגדית ממוקמת על הקרקע, מעט לפני החוט, מיד לאחר המופע של הבוהן של הגפה המתנדנדת. לכן, כאשר החוט מורם, הקטע המתנדנד נתפס בעקביות בשלב אמצע הנדנדה28. שלב אמצע הנדנדה נבחר מכיוון שהמהירות האופקית של כף הרגל המתנדנדת בשלב זה קרובה למקסימום שלה (~פי 3 מהמהירות קדימה של CoM) והיא במרווח המינימלי שלה מעל הקרקע, ומכאן התקופה שבה רוב הנסיעות מתרחשות בתנאים בעולם האמיתי. גובה החוט (כלומר, 0.1 מ') מספיק כדי לאפשר לתפוס את כף הרגל באופן עקבי (בערך באזור שרוכי הנעליים). המחקר נועד לקבוע אם הפרוטוקול המוצע יכול ליצור הפרעה בנסיעה ולגרום לתגובות התאוששות משמעותיות/אמיתיות. רק TTA נותח בפרוטוקול הנוכחי, שכן קטיעות ברמה גבוהה יותר מייצגות את המקרים המורכבים יותר ומציגות שיעורי נפילה גבוהים יותר.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

ועדת האתיקה של האוניברסיטה אישרה נהלים, והמשתתף חתם על טופס הסכמה מדעת לפני ההשתתפות.

1. משתתף

הערה: קטוע טרנסטיביאלי אחד (TTA) שהגיע למרכז שיקום קטועי גפיים מקומי הוזמן והסכים להשתתף במחקר. המשתתף היה מסוגל ללכת באופן עצמאי. קריטריוני ההדרה היו מצבים קליניים אחרים מלבד קטיעתם שעלולים להשפיע על שיווי המשקל והניידות (למשל, הפרעות נוירולוגיות, אורטופדיות או ראומטיות); כאב מתמשך, כאבי פנטום או פצעי לחץ על הגפה התותבת, וקשיים בהבנת פקודות פשוטות (כלומר, פחות מ-24 נקודות בבדיקת המצב הנפשי המיני-נפשי29). בנוסף, למשתתף היה ניסיון של למעלה משש שנים עם התותבת הנוכחית.

  1. פרטים תותבים
    1. בקש את פרטי התותבת מה-TTA. שימו לב לניסיון של ה-TTA עם התותבת. ודא שלמשתתף יש יכולת גבוהה ללכת באמצעות התותבת.
      הערה: ה-TTA השתמש בתותבת, שקע יניקה מסיליקון (תוחם סיליקון עם חמש טבעות איטום) ורגל סיבי פחמן (טבלת חומרים). הניסיון עם התותבת הנוכחית היה שש שנים. הקטיעה נבעה מטראומה, והמשתתף סווג כרמה K4 על פי הסיווג התפקודי של מדיקר30. על פי הסיווג התפקודי הסטנדרטי, למשתתף הייתה יכולת גבוהה ללכת באמצעות התותבת ונחשב למבוגר צעיר פעיל31.

2. פרוצדורות ניסוייות

  1. תכנן מערכת לגרימת נסיעות.
    1. בנה מכשיר בהתאמה אישית בו משתחרר קפיץ אלקטרוני כדי להרים חוט פוליפרופילן (קוטר של 4 מ"מ ומסה זניחה) שתופס את הגפה הנגררת (צליל או גפה תותבת) בשלב אמצע הנדנדה.
    2. חבר את המערכת לקופסת עץ המאפשרת סיבוב מנוף (כ -10 ס"מ) כלפי מעלה סביב ציר קבוע. חבר את חוט הפוליפרופילן לקצה הידית (הרחק מהציר). התקן קפיץ המושך את הידית כדי להרים את חוט הפוליפרופילן כ -10 ס"מ מהקרקע.
      הערה: סרטון 1 מציג את מערכת ההדק וכיצד החוט הוצב כדי לגרום לנסיעה (איור משלים 1 ואיור משלים 2).
  2. מערכת רתמות בטיחות
    הערה: השראת נסיעה בזמן שמשתתף הולך מחייבת אימוץ אמצעי בטיחות.
    1. ודא שהמשתתף לובש רתמה לכל הגוף המחוברת באמצעות חבל פוליאסטר למעקה עילי.
    2. התאימו את אורך חבל הבטיחות בהתאם לגובה המשתתף.
      הערה: חבל הבטיחות (קוטר 11 מ"מ) מחובר למכשיר ארבעה גלגלים שתוכנן במיוחד שיושב בתוך המסילה העליונה (כ-2 מ' מעל ראש המשתתף). התאמת חבל הבטיחות לגובה המשתתף מונעת מכל חלק בגופו (מלבד כפות רגליו) לגעת ברצפה אם הוא לא מצליח להחזיר את שיווי המשקל לאחר הפרעת הנסיעה. בנוסף, אורך המסילה העילי (8 מ') מספיק כדי להבטיח שההליכה של המשתתפים תהיה ללא הפרעה (ראה איור משלים 3).
  3. פרוצדורות ניסיוניות
    1. על פי ההוראה הסטנדרטית הבאה, בקשו מהמשתתף לחצות את המעבדה במהירות הרגילה שלו ולהסתכל קדימה כפי שהמשתתף היה עושה בדרך כלל: "אתה צריך ללכת עד סוף השביל בקצב שלך כאילו אתה הולך ברחוב מוכר ושטוח ולהסתכל קדימה כמו שאתה עושה בדרך כלל".
    2. כוונן את נקודת ההתחלה של המשתתף כדי להבטיח שהגפה הנגדית (לא מעידה) ממוקמת על הקרקע מעט לפני חוט הפוליפרופילן, הממוקם כ-4 מ' ממצב ההתחלה. לכן, המשתתף יכול היה לעשות 4-5 צעדים במהירות הרגילה לפני הפעלת הפרעת הנסיעה.
      1. המשתתף נדרש להשלים שני גושי הליכה. תנו למשתתף לבצע עד 15 הליכות בכל בלוק עם הפרעת המעידה/מעידה המופעלת בין החזרה ה-5ל-15 (נקבעת באופן אקראי).
      2. לאחר ההפרעה לנסיעה, אל תתנו למשתתף לבצע חזרות נוספות.
      3. חזור על אותם הליכים בבלוק השני, המשמש להכשיל את הגפה הנגדית לזו שנפגעה בבלוק הראשון.
        הערה: הסדר שבו הגפיים חסומות מוקצה באופן אקראי.
      4. לפני תחילת מבחני ההליכה, הודיעו למשתתף שעלולה להתרחש הפרעה כלשהי, אך אל תספקו מידע ספציפי לגבי האפשרות למעוד. במקום זאת, יידע את המשתתף על האפשרות לאבד שיווי משקל בשלב מסוים.
      5. הנחו את המשתתף להתאושש בצורה הטובה ביותר האפשרית אם מופעלת הפרעה כלשהי בשיווי המשקל, ובמידת האפשר, להמשיך ללכת עד סוף השביל.
    3. הפעל את המערכת רק כאשר כף הרגל של הגפה הנגדית (לא מעידה) ממוקמת נכון על הקרקע (כלומר, מעט לפני החוט). אל תפעיל את המערכת אם המשתתף דורך לפני, על החוט או אם הרגל רחוקה מדי מהחוט. נהלים אלה מאפשרים ליישם את הפרעת הנסיעה באופן עקבי בשלב אמצע הנדנדה, מה שמפחית את הסיכוי לניסויים שגויים.
  4. הערכה אם המערכת יכולה לגרום לתגובות התאוששות משמעותיות.
    הערה: המחקר נועד לפתח גישה ניסיונית לגרימת הפרעות בלתי צפויות בקטועי גפיים תחתונות. למרות שהגישה גורמת לנסיעות בלתי צפויות, השימוש בחוטי דמה וסביבת המעבדה אינם מאפשרים להניח שכל הנסיעות יהיו בלתי צפויות לחלוטין. נתונים קינמטיים תלת מימדיים מ-TTA אחד נאספו ונותחו כדי לקבוע אם הפרוטוקול יכול ליצור נסיעות בלתי צפויות ומכאן לגרום לתגובות מעידה/התאוששות משמעותיות.
    1. רכישת נתונים
      1. מקם שני סמארטפונים 5 מ' לפני המקום שבו מתרחשת הנסיעה משמשים לתיעוד כל ניסיון הליכה. הגדר את הטלפונים החכמים מול קו התקדמות ההליכה בזווית של כ-30מעלות.
      2. סנכרן את שני הסמארטפונים, דגימה ב-60 הרץ, באמצעות תוכנת OneCap. תוכנת OneCap מסנכרנת את הטלפונים על ידי מתן קוד שנקרא על ידי הסמארטפונים. לאחר מכן, התמונות מאוחסנות אוטומטית במחשב ומועברות לעיבוד מרחוק. ההעברה והשחזור המוצלח מסומנים על ידי התוכנה.
        הערה: תוכנה זו מזהה ועוקבת באופן אוטומטי אחר מקטעי הגפיים ללא סמנים פיזיים ואלגוריתמים לזיהוי תנוחות הופכים תמונות כדי להעריך מרכזי מפרקים ולספק ניתוח קינמטי מדויק יחסית. לאחר העיבוד, ניתן לנתח את הקבצים באמצעות תוכנת OpenSim.
      3. לאחר מכן, עבד והעביר את התמונות לתוכנת OpenSim (גרסה 4.4) כדי לבצע את כל הניתוחים הקינמטיים.
        הערה: מערכת ללא סימנים היא יתרון, שכן בדיקות טייס הראו שחוט הנסיעה עוקר כמה סמנים פיזיים (במיוחד אלה המונחים על כף הרגל). דיון לגבי היתרונות היחסיים של הלכידה ועיבוד הנתונים הוא מעבר להיקף הפרוטוקול הנוכחי. על הקורא לעיין בעבודתם של אולריך ועמיתיו32 למידע נוסף.
    2. עיבוד וניתוח נתונים
      הערה: ה-OpenSim היא חבילת תוכנה זמינה בחינם המאפשרת לבנות, להחליף ולנתח מודלים ממוחשבים של מערכת השלד והשרירים וסימולציות דינמיות של תנועה. פרטים נוספים ניתן לקבל באתר הבא: https://simtk.org/projects/opensim/.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

ההנחה הייתה שמערכת רתמת הבטיחות אינה גורמת להפרעה בהליכה והוכחה כיעילה במניעת נפילה כאשר אסטרטגיות התאוששות מנסיעה לא הצליחו. בנוסף, לא דווח על פציעות (למשל, שפשופים בעור, חבורות). הרעש שנוצר משחרור הקפיץ לא נחשב לגורם מתערב מכיוון שהמשתתפים לא מנעו את התרחשות המעידה. ית?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

למרות שהפרוטוקול הנוכחי מביא תוצאות ראשוניות של ניסוי שנועד לתאר פרוטוקול טריפ המיושם על קטוע טרנס-טיביאלי, גישה כזו יכולה להיות מיושמת בבטחה גם על קטועי גפיים אחרים, למשל, קטועי גפיים טרנס-פמורליים, שסביר להניח שיתקשו יותר להחזיר את שיווי המשקל לאחר טיול. הגישה אפשרה לז...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

כל המחברים חשפו כל ניגוד אינטרסים.

Acknowledgements

העבודה הנוכחית בוצעה בתמיכת התיאום לשיפור כוח האדם בהשכלה הגבוהה - ברזיל (CAPES) - קוד מימון 001

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Electromagnetic platesIntelbrashttps://www.intelbras.com/en/set-of-supports-with-electro-magnetic-lock-fe-150-kt-741-prataTwo electromagnetic plates (a fixed and a movable)
Full body safety harnessGenericN/ASafety rope 11 mm attached on a rail running 2 m above the head of the participants
Impact GoggleGenericN/AOne goggles with lower and side end closures
Insulator tape3Mhttps://www.3m.com/3M/en_US/p/c/tapes/electrical/ptfe/Used to obstruct vision at the lower and side edges of goggles
Open Pose OpenPosehttps://github.com/CMU-Perceptual-Computing-Lab/openposeOpen Pose is a open Software to movement analysis https://github.com/CMU-Perceptual-Computing-Lab/openpose
Open SimOpenSim https://simtk.org/projects/opensim/OpenSim is a softwware to analyse several movement parameters https://simtk.org/projects/opensim/
Polypropilene WireGenericN/A4 mm diameter 
Triger systemGenericN/AThe trigger system was home-made device, formed by a spring that pulls a lever that raises the wire approximately 10cm above the ground level
Video cameraApplehttps://apple.comThe video cameras of two smartphones (apple model 8 and 11) were used.

References

  1. McDonald, C. L., Westcott-McCoy, S., Weaver, M. R., Haagsma, J., Kartin, D. Global prevalence of traumatic non-fatal limb amputation.Prosthetics and Orthotics International. 45 (2), 105-114 (2021).
  2. Rosen, N., Gigi, R., Haim, A., Salai, M., Chechik, O. Mortality and reoperations following lower limb amputations. The Israel Medical Association Journal. 16 (2), 83-87 (2014).
  3. Fortington, L. V., Rommers, G. M., Geertzen, J. H. B., Postema, K., Dijkstra, P. U. Mobility in elderly people with a lower limb amputation: A systematic Review. Journal of American Medical Directors Association. 13 (4), 319-325 (2012).
  4. Jarvis, H. L., Reeves, N. D., Twiste, M., Phillip, R. D., Etherington, J., Bennett, A. N. Can high-functioning amputees with state-of-the-art prosthetics walk normally? A kinematic and dynamic study of 40 individuals. Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 64 (1), 101395(2021).
  5. Hewson, A., Dent, S., Sawers, A. Strength deficits in lower limb prosthesis users: A scoping review. Prosthetics and Orthotics International. 44 (5), 323-340 (2020).
  6. Miller, W. C., Speechley, M., Deathe, A. B. Balance confidence among people with lower-limb amputations. Physical Therapy. 82 (9), 856-865 (2002).
  7. Kaufman, K. R., Frittoli, S., Frigo, C. A. Gait asymmetry of transfemoral amputees using mechanical and microprocessor-controlled prosthetic knees. Clinical Biomechanics. 27 (5), 460-465 (2012).
  8. Vanicek, N., Strike, S., McNaughton, L., Polman, R. Gait patterns in transtibial amputee fallers vs. non-fallers: Biomechanical differences during level walking. Gait & Posture. 29 (3), 415-420 (2009).
  9. Hunter, S., Batchelor, F., Hill, K., Hill, A. -M., Mackintosh, S., Payne, M. Risk factors for falls in people with a lower limb amputation: A systematic review. PM & R: The Journal of Injury, Function, and Rehabilitation. 9 (2), 170-180 (2017).
  10. Kulkarni, J., Toole, C., Hirons, R., Wright, S., Morris, J. Falls in patients with lower limb amputations: Prevalence and contributing factors. Physiotherapy. 82 (2), 130-136 (1996).
  11. Chihuri, S., Youdan, G., Wong, C. Quantifying the risk of falls and injuries for amputees beyond annual fall rates- A longitudinal cohort analysis based on person-step exposure over time. Preventive Medicine Reports. 24, 101626(2021).
  12. Pirker, W., Katzenschlager, R. Gait disorders in adults and the elderly: A clinical guide. Wiener Klinische Wochenschrift. 129 (3-4), 81-95 (2017).
  13. Tobaigy, M., Hafner, B. J., Sawers, A. Recalled number of falls in the past year-combined with perceived mobility-predicts the incidence of future falls in unilateral lower limb prosthesis users. Physical Therapy. 102 (2), 267(2022).
  14. Barrett, R. S., Mills, P. M., Begg, R. K. A systematic review of the effect of ageing and falls history on minimum foot clearance characteristics during level walking. Gait & Posture. 32 (4), 429-435 (2010).
  15. Rosenblatt, N. J., Bauer, A., Grabiner, M. D. Relating minimum toe clearance to prospective, self-reported, trip-related stumbles in the community. Prosthetics and Orthotics International. 41 (4), 387-392 (2017).
  16. Shirota, C., Simon, A. M., Rouse, E. J., Kuiken, T. A. The effect of perturbation onset timing and length on tripping recovery strategies. 2011Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , Boston, MA, USA. 7833-7836 (2011).
  17. Pijnappels, M., Bobbert, M. F., Van Dieën, J. H. Contribution of the support limb in control of angular momentum after tripping. Journal of Biomechanics. 37 (12), 1811-1818 (2004).
  18. Pijnappels, M., Reeves, N. D., Maganaris, C. N., van Dieën, J. H. Tripping without falling; lower limb strength, a limitation for balance recovery and a target for training in the elderly. Journal of Electromyography and Kinesiology. 18 (2), 188-196 (2008).
  19. Forner-Cordero, A., Van Der Helm, F. C. T., Koopman, H. F. J. M., Duysens, J. Recovery response latencies to tripping perturbations during gait decrease with practice. 2015 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC). , Milan, Italy. 6748-6751 (2015).
  20. Sessoms, P. H., et al. Method for evoking a trip-like response using a treadmill-based perturbation during locomotion. Journal of Biomechanics. 47 (1), 277-280 (2014).
  21. Shirota, C., Simon, A. M., Kuiken, T. A. Recovery strategy identification throughout swing phase using kinematic data from the tripped leg. 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 6199-6202 (2014).
  22. King, S. T., Eveld, M. E., Martínez, A., Zelik, K. E., Goldfarb, M. A novel system for introducing precisely-controlled, unanticipated gait perturbations for the study of stumble recovery. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 16 (1), 69(2019).
  23. Lee, B. C., Martin, B. J., Thrasher, T. A., Layne, C. S. The effect of vibrotactile cuing on recovery strategies from a treadmill-induced trip. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 25 (3), 235-243 (2017).
  24. Schillings, A. M., Mulder, T., Duysens, J. Stumbling over obstacles in older adults compared to young adults. Journal of Neurophysiology. 94 (2), 1158-1168 (2005).
  25. Crenshaw, J. R., Kaufman, K. R., Grabiner, M. D. Trip recoveries of people with unilateral, transfemoral or knee disarticulation amputations: Initial findings. Gait & Posture. 38 (3), 534-536 (2013).
  26. Eveld, M. E., King, S. T., Zelik, K. E., Goldfarb, M. Factors leading to falls in transfemoral prosthesis users: a case series of sound-side stumble recovery responses. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 19, 101(2022).
  27. Plotnik, M., et al. Self-selected gait speed - Over ground versus self-paced treadmill walking, a solution for a paradox. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 12, 20(2015).
  28. Bohrer, R. C. D., Lodovico, A., Duysens, J., Rodacki, A. L. F. Multifactorial assessment of older adults able and unable to recover balance during a laboratory-induced trip. Current Aging Science. 15 (2), 172-179 (2022).
  29. Brucki, S. M. D., Nitrin, R., Caramelli, P., Bertolucci, P. H. F., Okamoto, I. H. Suggestions for utilization of the mini-mental state examination in Brazil. Arquivos de Neuropsiquiatria. 61, 777-781 (2003).
  30. Dillon, M. P., Major, M. J., Kaluf, B., Balasanov, Y., Fatone, S. Predict the medicare functional classification level (K-level) using the amputee mobility predictor in people with unilateral transfemoral and transtibial amputation: A pilot study. Prosthetics and Orthotics International. 42 (2), 191-197 (2018).
  31. Balk, E. M., et al. Lower limb prostheses: Measurement instruments, comparison of component effects by subgroups, and long-term outcomes. Comparative Effectiveness Review. 213, (2018).
  32. Uhlrich, S. D., et al. OpenCap: 3D human movement dynamics from smartphone videos. bioRxiv. , (2022).
  33. Santhiranayagam, B. K., Lai, D. T. H., Sparrow, W. A., Begg, R. K. A machine learning approach to estimate minimum toe clearance using inertial measurement units. Journal of Biomechanics. 48 (16), 4309-4316 (2015).
  34. Rossignaud, R., Oliveira, A. C. P., Lara, J. P. R., Mayor, J. J. V., Rodacki, A. L. F. Methodological tools used for tripping gait analysis of elderly and prosthetic limb users: A systematic review. Aging Clinical and Experimental Research. 32 (6), 999-1006 (2019).
  35. Simon, S. R. Quantification of human motion: Gait analysis - Benefits and limitations to its application to clinical problems. Journal of Biomechanics. 37 (12), 1869-1880 (2004).
  36. Pavol, M. J., Owings, T. M., Foley, K. T., Grabiner, M. D. Mechanisms leading to a fall from an induced trip in healthy older adults. The Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences and Medical Sciences. 56 (7), 428-437 (2001).
  37. Bieryla, K. A., Madigan, M. L., Nussbaum, M. A. Practicing recovery from a simulated trip improves recovery kinematics after an actual trip. Gait & Posture. 26 (2), 208-213 (2007).
  38. Warabi, T., Kato, M., Kiriyama, K., Yoshida, T., Kobayashi, N. Treadmill walking and overground walking of human subjects compared by recording sole-floor reaction force. Neuroscience Research. 53 (3), 343-348 (2005).
  39. Highsmith, M. J., Schulz, B. W., Hart-Hughes, S., Latlief, G. A., Phillips, S. L. Differences in the spatiotemporal parameters of transtibial and transfemoral amputee gait. Prosthetics and Orthotics International. 22, 26-30 (2010).
  40. Pavol, M. J., Owings, T. M., Foley, K. T., Grabiner, M. D. Influence of lower extremity strength of healthy older adults on the outcome of an induced trip. Journal of the American Geriatrics Society. 50 (2), 256-262 (2002).
  41. Bentley, T. A., Haslam, R. A. Slip, trip and fall accidents occurring during the delivery of mail. Ergonomics. 41 (12), 1859-1872 (1998).
  42. André, J., Lateur, N. Pigmented nail disorders. Dermatologic Clinics. 4 (3), 329-339 (2006).
  43. Shirota, C., Simon, A. M., Kuiken, T. A. Trip recovery strategies following perturbations of variable duration. Journal of Biomechanics. 47 (11), 2679-2684 (2014).
  44. Winter, D. A. Foot trajectory in human gait: A precise and multifactorial motor control task. Physical Therapy. 72 (1), 45-56 (1992).
  45. Segal, A. D., et al. Kinematic and kinetic comparisons of transfemoral amputee gait using C-Leg® and Mauch SNS® prosthetic knees. Journal of Rehabilitation Research and Development. 43 (7), 857-870 (2006).
  46. Klodd, E., Hansen, A., Fatone, S., Edwards, M. Effects of prosthetic foot forefoot flexibility on gait of unilateral transtibial prosthesis users. Journal of Rehabilitation Research and Development. 47 (9), 899-910 (2010).
  47. Shirota, C., Simon, A. M., Kuiken, T. A. Transfemoral amputee recovery strategies following trips to their sound and prosthesis sides throughout swing phase. Journal of Neuroenginering and Rehabilitation. 12, 79(2015).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved