하반신 마비 환자에서 반복적인 전기 보조 기립 운동 중 팔과 다리 기여도 정량화: 파일럿 연구

이 프로토콜은 필수 부품과 팔 지지대 및 기능적 전기 자극의 도움으로 기립 실험을 수행하는 방법을 설명함으로써 적절한 지침을 보여줍니다. 이 기술은 스탠딩 프레임의 계측, 기능적 전기 자극 및 기계 근육 조영술을 포함하여 몇 가지 설정의 복잡성을 관리하는 데 도움이 됩니다. 이 방법은 팔 보조로 기립을 설정해야 하는 다른 인구 집단에 적용할 수 있습니다.

절차를 시연하는 것은 MMG 및 FES 설정을 처리하는 조수인 Khairul입니다. Vicon 설정의 조수인 Adhli와 Dr.Nur Azah Hamzaid의 감독 하에 박사 과정 학생인 Musfirah. 의자와 스탠딩 프레임을 배치하여 기립 실험을 시작합니다.

이를 위해 모션 해석 실험실 바닥에 내장된 포스 플레이트 1의 치수에 따라 등받이가 없는 높이 45cm의 팔걸이 없는 의자를 설계합니다. 다음으로, 0에서 12kg 사이의 감도 범위를 가진 독립적인 힘 센서로 바닥의 각 SF 다리를 계측합니다. 팔이 닿는 의자 앞에 휴대용 접이식 SF를 배치하고 이중 측정을 피하기 위해 SF의 다리 4개를 포스 플레이트 2 외부에 배치합니다.

모션 해석 설정의 경우 시스템에서 다리 길이, 발목 너비 및 무릎 너비와 같은 참가자의 세부 정보를 입력합니다. 그런 다음 상부 장골 척추의 양측, 전방 및 후방 바로 위에 양면 테이프로 참가자의 하지에 16개의 반사 마커를 배치합니다. 마커를 양측 허벅지와 정강이의 측면과 측면 좌우 연골에 부착합니다.

다음으로, 두 번째 중족골두의 왼쪽과 오른쪽, 그리고 두 번째 중족골두의 같은 높이에 있는 종골에 마커를 놓습니다. 완료되면 참가자에게 맨발로 앉고 무릎을 90도로 구부리고 두 발을 포스 플레이트 2에 놓도록 지시합니다. 똑바로 앉은 상태에서 참가자의 머리와 몸통이 앞을 향하도록 합니다.

참가자의 손을 SF의 손잡이에 올려놓은 후 허벅지의 중간 및 부피가 큰 부위를 촉진하여 대퇴직근을 식별한 다음 대퇴직근의 허벅지 부위에 다리당 하나의 기계 근영술 또는 MMG 센서를 양측으로 배치하여 다리 근육의 앉기 및 서서 앉기 노력을 측정합니다. MMG 장치와 컴퓨터에 연결하기 전에 양면 테이프로 센서를 고정하고 허벅지 주위에 센서를 묶어 모션 아티팩트를 줄입니다. 첫째 날에는 선택한 매개변수를 기록하기 위해 모든 설정을 켜서 자발적으로 기립 운동을 수행합니다.

전자 타이머로 5초 카운트다운이 끝나면 참가자에게 의자에 다시 앉기 전에 고정된 앉은 자세에서 3초 동안 일어서도록 요청합니다. 5초 동안 휴식을 취한 후 참가자가 더 이상 동일한 루틴을 수행할 수 없을 때까지 기립 시도를 계속합니다. 완료되면 녹음된 모든 데이터를 끕니다.

세트 사이에 근육 회복을 제공하기 위해 기립 루틴의 다음 세트를 계속하기 전에 5분 동안 휴식을 취하십시오. 시험이 끝나면 참가자가 최소 48시간 동안 휴식을 취하도록 합니다. 둘째 날에는 대퇴사두근과 대둔근에 기능적 전기 자극 전극을 삽입하여 FES 보조 기립 운동을 수행합니다.

대퇴사두근의 경우 첫 번째 전극을 무릎 위 약 두 손가락 너비만큼 수평으로 놓고 두 번째 전극을 고관절 아래 손바닥 너비 정도 수평으로 놓습니다. 대둔근의 경우 참가자에게 앞으로 구부려 첫 번째 전극을 엉덩이 뼈에 가장 가까운 수직으로 배치하고 두 번째 전극을 꼬리뼈에 가장 가까운 수직으로 첫 번째 전극에서 나란히 부착하도록 지시합니다. 전극이 제자리에 있으면 모든 FES 전극을 FES 장치에 연결하고 컴퓨터의 FES 소프트웨어에 연결합니다.

펄스 폭 300과 주파수 35Hz를 선택하여 FES 소프트웨어를 설정합니다. FES 전류 강도를 정의하려면 참가자가 무릎 및 엉덩이 확장을 달성하기 위해 전류를 견딜 수 있는지 문의하십시오. 실제 시험을 시작하기 전에 몇 가지 방법을 통해 FES 전류 진폭을 결정합니다.

다음으로, 참가자가 일어설 때 FES를 켜고 FES를 꺼서 참가자가 의자에 다시 앉을 수 있도록 하여 앞에서 설명한 대로 실험을 시작합니다. 세트를 단위로 시행하고 데이터를 수집합니다. 두 세션 모두에서 앉기 동작에서 참가자 1의 팔 비율은 다리 비율에 비해 총 체중 비율에 더 높은 기여도를 보였습니다.

참가자 1의 경우, 전기 자극은 앉기 루틴의 마지막 단계에서 오른쪽 무릎을 완전히 확장할 수 없었습니다. 오른쪽 무릎 각도가 정상적인 무릎 신전 가동 범위에 도달하지 않았습니다. 대조적으로, 참가자 2는 전체 체중을 지탱하기 위해 다리에 더 많은 힘을 가했으며, 자발적으로 기립 루틴의 마지막 단계에서 다리 비율의 기여도가 더 높았습니다.

또한, 자발적으로 기립하는 동작의 마지막 세트에서 참가자 2는 동작의 초기 단계에서 더 작은 무릎 각도를 보였습니다. 사건 B에서 엉덩이 들어 올리기가 시작되었을 때, 참가자 1은 의자에서 상체를 들어 올리기 위해 팔의 힘을 증가시키는 것이 관찰되었습니다. 한편, 참가자 2의 경우, FES 보조 기립 루틴에 대한 이벤트 B 동안 팔의 최대 기여도가 감지되었습니다.

이 절차의 각 단계는 중요하며 설명된 대로 따라야 합니다. 그러나 특히 참가자의 초기 자세에 유연성이 있을 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 참가자의 관점에서 앉아서 서있는 루틴, 안정성 및 피로에 대한 의견과 견해를 측정하기 위해 질적 피드백을 추가 할 수 있습니다.

이 방법을 추가함으로써 연구자들은 달성된 정량적 결과와 함께 기립 기술의 행동을 더 잘 이해할 수 있습니다.