L'esoscheletro morbido dell'anca riduce il costo fisiologico e lo sforzo percepito negli anziani durante la salita

Testiamo se il nostro esoscheletro morbido dell'anca riduce i costi fisiologici e la fatica negli anziani che camminano in salita. Gli esoscheletro rigidi tradizionali sono troppo pesanti, ma il nostro dispositivo per anca morbida è spesso leggero e aiuta sicuramente. Per cominciare, spiega le procedure dello studio a un partecipante di età compresa tra 60 e 75 anni e conferma che può camminare in modo indipendente su un tapis roulant per almeno 15 minuti.

Imposta i parametri del tapis roulant a 3,5 chilometri orari, con una pendenza del 15%. Collega un cordino di sicurezza magnetico dalla cintura del partecipante all'interruttore autostop del tapis roulant e tieni un ricercatore supervisore a portata di mano del pulsante manuale di arresto d'emergenza. Prepara il dispositivo esoscheletro prima del test.

Verifica che il livello di carica della batteria sia superiore al 90%. Ispeziona manualmente le unità di trasmissione per confermare l'assenza di aggrovigliamenti dei cavi, blocchi meccanici o attrito eccessivo nei meccanismi di trasmissione. Configura l'esoscheletro per operare in modalità di salita, discesa e pianura adattive al terreno, con cinque livelli di assistenza che forniscono fino a 18 newtonmetri di coppia. In modalità arrampicata, abilita l'algoritmo di apprendimento dell'andatura e il meccanismo angolato nell'intervallo da zero a 90 gradi per sincronizzare l'assistenza alla flessione dell'anca con il ciclo di camminata del partecipante.

Personalizzare la magnitudine dell'assistenza prevalentemente ai livelli tre o quattro in base alla tolleranza partecipiva durante l'adattamento. Collega un cardiofrequenzimetro al partecipante per la registrazione continua dei dati. Stampa la valutazione Borg della scala di sforzo percepito da 6 a 20 e la scala analogica visiva del dolore da 0 a 10 su carta A4.

Posiziona le bilance stampate nella linea di vista del partecipante per facilitarne l'accesso durante il test. Controlla l'altezza del partecipante per selezionare la dimensione appropriata del dispositivo. Seleziona la misura L per un'altezza superiore a 165 centimetri e la misura M per un'altezza inferiore o uguale a 165 centimetri.

Aiuta il giocatore a indossare le spalline. Regolare l'altezza del modulo posteriore in modo che le unità motorie laterali dell'anca si allineino con il grande trocanter del partecipante e fissare la fibbia magnetica della vita. Stringi le cinghie di regolazione laterali sopra la cresta iliaca per ancorare il dispositivo saldamente al bacino e prevenire lo scivolamento.

Per fissare la connessione alla gamba, allinea i montanti della coscia circa 5-10 centimetri sopra la rotula. Fissa i ganci e ruota il quadrante Boa in senso orario per stringere le cinghie delle cosce. Verifica la corretta tensione della cinghia assicurandoti di circa 1-1,5 centimetri di spazio quando la fascia viene tirata via dalla pelle.

Fai eseguire al partecipante squat e sollevamenti alti delle gambe per verificare che non ci siano interferenze meccaniche o tensione eccessiva dei cavi. Per la sessione di adattamento di 15 minuti, rimuovi il dispositivo e chiedi al partecipante di camminare sul tapis roulant a 3,5 chilometri orari, con una pendenza del 15% per cinque minuti. Successivamente, fai camminare il partecipante con l'esoscheletro non alimentato per cinque minuti.

Poi, accendi il dispositivo e lascia camminare il partecipante con l'esoscheletro alimentato per cinque minuti, aumentando gradualmente l'intensità dell'assistenza da uno al livello di comfort preferito. Dopo l'adattamento, far riposare il partecipante in posizione seduta per 20 minuti prima delle prove formali, per assicurarsi che la frequenza cardiaca e lo sforzo percepito tornino al livello di base. Coprire tutti gli indicatori a diodo emettitore di luce, comprese le luci di alimentazione e modalità con nastro isolante per mantenere l'accecamento visivo.

Randomizza l'ordine delle tre condizioni sperimentali. Nella condizione no-exo, fai camminare il partecipante con abbigliamento sportivo standard senza l'esoscheletro. Nella condizione exo-on, attiva il dispositivo in modalità arrampicata con l'intensità di assistenza impostata al livello tre o quattro.

Regolare il livello di assistenza finché il partecipante non mostra un modo di camminare stabile senza instabilità posturale, movimenti compensatori o disagio. Prevedi un periodo di riposo seduta di 40 minuti tra le prove per permettere al ritorno della frequenza cardiaca e dei livelli di affaticamento alla base di base. Fai camminare il partecipante naturalmente sul tapis roulant per 15 minuti senza tenere i corrimano, a meno che non sia necessario per motivi di sicurezza.

Registra continuamente la frequenza cardiaca durante il compito. Fai la media dei dati raccolti tra i minuti 12 e i 15 a una frequenza di campionamento di un hertz per calcolare la frequenza cardiaca in stato stazionario. Definisci la frequenza assolutamente più alta registrata durante il compito come la frequenza cardiaca picca.

Al minuto 14, chiedi al partecipante di riferire il livello di sforzo utilizzando la valutazione Borg della scala di sforzo percepito. Immediatamente dopo il compito, ispeziona visivamente le aree di contatto cutanee per eritema, vesciche o segni di pressione. Registra il dolore articolare usando una scala analogica visiva da 0 a 10 centimetri, dove 0 indica nessun dolore e 10 indica il dolore peggiore immaginabile.

Classificare punteggi maggiori o uguali a quattro come disagio clinicamente significativo che richiede ulteriori valutazioni. Infine, calcola l'indice di costo fisiologico sottraendo la frequenza cardiaca a riposo dalla frequenza cardiaca della camminata e dividendo il risultato per la velocità di camminata. Un totale di 20 anziani sani, inclusi 10 maschi e 10 femmine, hanno completato tutte e tre le condizioni di camminata senza alcun evento avverso segnalato.

La condizione exo-on ha portato a un indice di costo fisiologico significativamente inferiore rispetto alla condizione no-exo e alla condizione exo-off. L'indice no-exo era anche significativamente inferiore rispetto all'exo-off. I confronti esplorativi a coppie hanno mostrato frequenze cardiache di picco più basse nella condizione exo-on rispetto a quelle no-exo e exo-off.

La fatica soggettiva misurata dalla scala di valutazione Borg dello sforzo percepito era significativamente inferiore nell'exo-on rispetto all'exo-off, ma non era significativamente diversa dal no-exo. Il protocollo valuta il costo fisiologico e la fatica muscolare durante la camminata in salita. La sfida principale è montare correttamente il dispositivo e scegliere quello che si adatta meglio alle miscele.

Studi futuri possono testare colline all'aperto reali e includere un gruppo più ampio di pazienti con dispositivi.