Exoesqueleto de quadril mole reduz o custo fisiológico e o esforço percebido em adultos mais velhos durante caminhadas em subida

Testamos se nosso exoesqueleto mole do quadril reduz o custo fisiológico e a fadiga em idosos que caminham morro acima. Exoesqueleto rígido tradicional é muito pesado, mas nosso dispositivo de quadril macio costuma ser leve e definitivamente ajuda. Para começar, explique os procedimentos do estudo para um participante de 60 a 75 anos e confirme que ele pode andar sozinho na esteira por pelo menos 15 minutos.

Defina os parâmetros da esteira para 3,5 quilômetros por hora e uma inclinação de 15%. Conecte um cordão magnético de segurança do cinto do participante ao interruptor de parada automática da esteira e mantenha um pesquisador supervisor ao alcance contínuo do botão manual de parada de emergência. Prepare o dispositivo exoesqueleto antes de testar.

Verifique se o nível de carga da bateria é superior a 90%. Inspecione manualmente as unidades de acionamento para confirmar a ausência de emaranhamento de cabos, travamento mecânico ou atrito excessivo nos mecanismos de transmissão. Configure o exoesqueleto para operar nos modos de escalada, descida e plano adaptados ao terreno, com cinco níveis de assistência que fornecem até 18 newton-metros de torque. No modo de escalada, ative o algoritmo de aprendizagem da marcha e o mecanismo ativado por ângulo dentro da faixa de zero a 90 graus para sincronizar a assistência de flexão do quadril com o ciclo de marcha do participante.

Personalize a magnitude da assistência predominantemente nos níveis três ou quatro com base na tolerância participante durante a adaptação. Conecte um monitor de frequência cardíaca ao participante para registro contínuo dos dados. Imprima a escala de esforço percebido de Borg de 6 a 20 e a escala de dor analógica visual de 0 a 10 em papel A4.

Posicione as balanças impressas dentro da linha de visão do participante para fácil acesso durante o teste. Verifique a altura do participante para selecionar o tamanho apropriado do dispositivo. Selecione o tamanho L para altura maior que 165 centímetros e o tamanho M para altura inferior ou igual a 165 centímetros.

Ajude o jogador a vestir as alças dos ombros. Ajuste a altura do módulo traseiro para que as unidades motoras laterais do quadril se alinhem com o trocanter maior do participante e prenda a fivela magnética da cintura. Aperte as tiras de ajuste lateral acima da crista ilíaca para ancorar o dispositivo firmemente na pelve e evitar deslizamento.

Para garantir a conexão da perna, alinhe os suportes da coxa aproximadamente de 5 a 10 centímetros acima da patela. Prenda os ganchos e gire o mostrador da jiboia no sentido horário para apertar as alças da coxa. Verifique a tensão correta da alça garantindo aproximadamente 1 a 1,5 centímetro de folga quando a tira for puxada para longe da pele.

Peça ao participante agachamentos e elevações altas de pernas para confirmar que não há interferência mecânica ou tensão excessiva dos cabos. Para a sessão de adaptação de 15 minutos, remova o dispositivo e peça ao participante que caminhe na esteira a 3,5 quilômetros por hora e com uma inclinação de 15% por cinco minutos. Em seguida, faça o participante andar com o exoesqueleto sem energia por cinco minutos.

Depois, ligue o dispositivo e deixe o participante andar com o exoesqueleto alimentado por cinco minutos, aumentando gradualmente a intensidade da assistência de um para o nível de conforto preferido. Após a adaptação, faça com que o participante descanse sentado por 20 minutos antes dos testes formais para garantir que a frequência cardíaca e o esforço percebido retornem ao nível de base. Cubra todos os indicadores de diodo emissores de luz, incluindo luzes de energia e modo, com fita isolante para manter o ofuscamento visual.

Randomize a ordem das três condições experimentais. Na condição sem exo, faça o participante andar com roupas esportivas padrão sem o exoesqueleto. Na condição exo-on, ative o dispositivo no modo de escalada com a intensidade de assistência definida para o nível três ou quatro.

Ajuste o nível de assistência até que o participante demonstre um padrão de marcha estável, sem instabilidade postural, movimentos compensatórios ou desconforto. Preveja um período de descanso sentado de 40 minutos entre os testes para permitir que a frequência cardíaca e os níveis de fadiga retornem ao nível inicial. Faça o participante andar naturalmente na esteira por 15 minutos, sem segurar os corrimãos, a menos que seja necessário por segurança.

Registre continuamente a frequência cardíaca durante a tarefa. Faça a média dos dados coletados entre os minutos 12 e 15 a uma taxa de amostragem de um hertz para calcular a frequência cardíaca em estado estacionário. Defina a taxa máxima absoluta registrada durante a tarefa como a frequência cardíaca máxima.

No minuto 14, peça ao participante que relate o nível de esforço usando a escala de esforço percebido de Borg. Imediatamente após a tarefa, inspecione visualmente as áreas de contato da pele em busca de eritema, bolhas ou marcas de pressão. Registre a dor nas articulações usando uma escala analógica visual de 0 a 10 centímetros, onde 0 indica ausência de dor e 10 indica a pior dor imaginável.

Classifique escores maiores ou iguais a quatro como desconforto clinicamente significativo que requer avaliação adicional. Por fim, calcule o índice de custo fisiológico subtraindo a frequência cardíaca em repouso da frequência cardíaca da caminhada e dividindo o resultado pela velocidade de caminhada. Um total de 20 idosos saudáveis, incluindo 10 participantes do sexo masculino e 10 do sexo feminino, completaram as três condições de caminhada sem nenhum evento adverso relatado.

A condição exo-on resultou em um índice de custo fisiológico significativamente menor do que a condição no-exo e a condição exo-off. O índice de no-exo também foi significativamente menor que o exo-off. Comparações exploratórias pareadas mostraram frequências cardíacas de pico mais baixas na condição exo-on do que nas condições no-exo e exo-off.

A fadiga subjetiva medida pela escala de esforço percebido de Borg foi significativamente menor no exo-on do que no exo-off, mas não foi significativamente diferente do no-exo. O protocolo avalia o custo fisiológico e a fadiga muscular durante a subida das montanhas. O principal desafio é colocar o dispositivo corretamente e escolher o que melhor se encaixa para blends.

Estudos futuros podem testar colinas externas do mundo real e incluir um grupo maior de pacientes com dispositivos.