Přístupný systém vzdálené rehabilitace pro monitorování biomechaniky v reálném čase
Vývoj a klinické ověření AI-kamerového systému pro biomechanické monitorování v reálném čase při rehabilitaci horních končetin
Tato studie vyhodnocuje nový kamerový systém navržený pro podporu vzdálené rehabilitace měřením biomechaniky rukou a horních končetin v reálném čase. Mnoho pacientů zotavujících se z muskuloskeletálních nebo neurologických onemocnění vyžaduje časté sledování během rehabilitace, ale pravidelné návštěvy kliniky mohou být obtížné kvůli vzdálenosti, nákladům nebo omezenému přístupu ke specializované péči. Současné přístupy v telemedicíně obvykle spoléhají na kvalitativní hodnocení nebo zpětnou vazbu od pacientů spíše než na objektivní biomechanická měření.
Cílem této studie je zjistit, zda systém založený na počítačovém vidění dokáže přesně odhadnout biomechanické parametry, jako jsou kloubní úhly, rozsah pohybu, svalová síla a kloubní točivý moment, pouze pomocí standardní kamery. Systém analyzuje pohyb ruky pomocí umělé inteligence a biomechanického modelování, aby poskytoval měření v reálném čase během rehabilitačních cvičení.
Účastníci budou provádět řízené pohybové úkoly rukou, zatímco systém bude nahrávat video a extrahovat anatomické orientační body. Tato data budou použita k výpočtu biomechanických parametrů a posouzení, zda systém může spolehlivě sledovat pokrok v rehabilitaci na dálku. Výsledky pomohou určit, zda tato technologie může poskytnout klinickým pracovníkům objektivní, kontinuální data pro podporu personalizované rehabilitace a zlepšení výsledků pacientů.
Přehled studie
Postavení
Detailní popis
Tato studie si klade za cíl vyvinout a ověřit kamerovou platformu pro tele-rehabilitaci, která je schopná v reálném čase odhadovat biomechanické parametry lidské ruky a horní končetiny. Svalové a neurologické stavy často vyžadují nepřetržité sledování během rehabilitace, avšak mnoho pacientů – zejména těch v odlehlých nebo nedostatečně obsloužených oblastech – má omezený přístup k častým osobním terapeutickým sezením. Stávající systémy telemedicíny se primárně spoléhají na subjektivní hlášení nebo periodické video konzultace a často postrádají kvantitativní biomechanická měření nezbytná pro přesné sledování uzdravení.
Cílem tohoto výzkumu je vyhodnotit, zda počítačové vidění a biomechanické modelování mohou poskytnout přesná kvantitativní měření pohybu kloubů a síly pomocí jediné kamery. Ústřední hypotézou je, že algoritmy umělé inteligence mohou detekovat anatomické orientační body ruky z videozáznamů a kombinovat je s technikami mechanického modelování, aby odhadly úhly kloubů, točivé momenty a svalové síly v reálném čase. Nepřetržité biomechanické sledování může klinikům umožnit lépe sledovat pokrok v rehabilitaci a včasně upravovat terapeutické protokoly.
Účastníci budou provádět standardizované cviky pro pohyb rukou, zatímco videozáznam bude pořizován pomocí běžné kamery, jako je kamera smartphonu nebo notebooku. Algoritmy počítačového vidění identifikují orientační body ruky a vypočítají kinematiku kloubů. Tato měření budou následně integrována s inverzním dynamickým modelováním, aby se odhadly biomechanické parametry včetně točivého momentu kloubů, rozsahu pohybu a generování síly.
Studie vyhodnotí spolehlivost a platnost navrženého systému porovnáním vypočtených biomechanických měření s ustálenými biomechanickými modely a referenčními datovými soubory. Klíčové výsledky zahrnují přesnost detekce orientačních bodů, spolehlivost odhadu biomechanických parametrů a proveditelnost vzdáleného sledování během rehabilitačních cvičení.
Úspěšné dokončení této studie prokáže proveditelnost nízkonákladové, dostupné platformy pro tele-rehabilitaci, schopné poskytovat objektivní biomechanickou zpětnou vazbu klinikům a pacientům. Tento přístup má potenciál zlepšit přístup k rehabilitačním službám, zvýšit zapojení pacientů a podpořit rozhodování založené na datech v prostředí vzdálené zdravotní péče.
Typ studie
Zápis (Odhadovaný)
Fáze
- Nelze použít
Kontakty a umístění
Studijní kontakt
- Jméno: Soroush Korivand, PhD
- Telefonní číslo: 662-325-9154
- E-mail: skorivand@me.msstate.edu
Studijní místa
-
-
Mississippi
-
Jackson, Mississippi, Spojené státy, 39216
- University of Mississippi Medical Center
-
Kontakt:
- Marc Walker, MD
- E-mail: mwalker6@umc.edu
-
Starkville, Mississippi, Spojené státy, 39759
- Mississippi State University
-
Kontakt:
- Soroush Korivand, PhD
- Telefonní číslo: 662-325-9154
- E-mail: skorivand@me.msstate.edu
-
Vrchní vyšetřovatel:
- Soroush Korivand, PhD
-
-
Kritéria účasti
Kritéria způsobilosti
Věk způsobilý ke studiu
- Dospělý
- Starší dospělý
Přijímá zdravé dobrovolníky
Popis
Kritéria zařazení:
- Dospělí ve věku 18 let a více.
- Jednotlivci podstupující nebo zotavující se z rehabilitace horní končetiny nebo ruky po muskuloskeletálním nebo neurologickém poranění nebo operaci.
- Schopnost provádět základní pohybové úkoly rukou nebo horních končetin vyžadované pro rehabilitační cvičení.
- Schopnost porozumět pokynům studie a poskytnout informovaný souhlas.
Kritéria vyloučení:
- Těžké kognitivní postižení bránící porozumění postupům studie.
- Zdravotní stavy, které brání bezpečné účasti na rehabilitačních cvičeních rukou nebo horních končetin.
- Těžká zraková porucha bránící interakci s kamerovým monitorovacím systémem.
- Účast v jiné intervenční studii, která by mohla ovlivnit výsledky rehabilitace.
Studijní plán
Jak je studie koncipována?
Detaily designu
- Primární účel: Léčba
- Přidělení: Randomizované
- Intervenční model: Paralelní přiřazení
- Maskování: Žádné (otevřený štítek)
Zbraně a zásahy
Skupina účastníků / Arm |
Intervence / Léčba |
|---|---|
|
Experimentální: Kamerové biomechanické monitorování (Intervence)
Účastníci provádějí standardizovaná rehabilitační cvičení rukou/horních končetin, zatímco systém kamer založený na umělé inteligenci odhaduje kloubní moment, svalovou sílu a rozsah pohybu v reálném čase.
Klinici mohou biomechanickou zpětnou vazbu využívat k vedení úprav rehabilitace během 6týdenního období studie.
|
Jednokamerový systém počítačového vidění a inverzního dynamického modelování, který odhaduje biomechanické parametry (kloubový moment, svalovou sílu a rozsah pohybu) z videozáznamu sledování bodů na ruce během rehabilitačních cvičení.
|
|
Aktivní komparátor: Standardní telemedicínská rehabilitace (Kontrola)
Účastníci dostávají standardní telemedicínskou rehabilitaci s pravidelnými/týdenními kontrolami a obvyklým vedením péče.
Není poskytována zpětná vazba v reálném čase založená na kamerovém biomechanickém monitorování.
|
Účastníci provádějí standardní rehabilitační cvičení a dostávají běžnou telemedicínskou následnou péči od klinických pracovníků podle obvyklých postupů péče.
Během rehabilitačního procesu se nepoužívá žádný kamerový biomechanický monitorovací systém.
|
Co je měření studie?
Primární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Přesnost odhadu kloubového momentu na bázi kamery
Časové okno: Základní hodnotící sezení
|
Přesnost systému kamer založeného na umělé inteligenci při odhadu kloubového momentu během rehabilitačních cvičení ve srovnání se zlatým standardem měření dynamometrem.
Přesnost bude hodnocena pomocí střední absolutní procentní chyby (MAPE) mezi odhadovanými hodnotami momentu a referenčními údaji dynamometru.
|
Základní hodnotící sezení
|
|
Korelace mezi kamerovými a klinickými biomechanickými měřeními
Časové okno: Úvodní hodnotící sezení
|
Souhlas mezi biomechanickými parametry odhadnutými kamerovým systémem a referenčními klinickými měřeními.
Pro vyhodnocení souhlasu mezi odhadnutým kloubovým momentem a měřeními zlatého standardu budou použity Pearsonovy korelační koeficienty a Bland-Altmanova analýza.
|
Úvodní hodnotící sezení
|
Sekundární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Zlepšení síly úchopu
Časové okno: Výchozí hodnota, 3 týdny a 6 týdnů
|
Změna síly stisku ruky měřená pomocí klinického dynamometru během rehabilitačního programu.
|
Výchozí hodnota, 3 týdny a 6 týdnů
|
|
Zlepšení rozsahu pohybu
Časové okno: Výchozí stav, 3 týdny a 6 týdnů
|
Změna v rozsahu pohybu kloubů ruky a prstů měřená standardní klinickou goniometrií během rehabilitačního období.
|
Výchozí stav, 3 týdny a 6 týdnů
|
|
Doba funkčního zotavení
Časové okno: Až 6 týdnů
|
Čas potřebný pro účastníky, aby znovu získali alespoň 80 % své funkce ruky před zraněním na základě klinických funkčních hodnocení.
|
Až 6 týdnů
|
|
Dodržování rehabilitačních cvičení pacienty
Časové okno: Až 6 týdnů
|
Dodržování předepsaných rehabilitačních cvičení účastníky, měřeno mírou dokončení přidělených terapeutických sezení během studie.
|
Až 6 týdnů
|
Spolupracovníci a vyšetřovatelé
Sponzor
Spolupracovníci
Termíny studijních záznamů
Hlavní termíny studia
Začátek studia (Odhadovaný)
Primární dokončení (Odhadovaný)
Dokončení studie (Odhadovaný)
Termíny zápisu do studia
První předloženo
První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality
První zveřejněno (Aktuální)
Aktualizace studijních záznamů
Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)
Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality
Naposledy ověřeno
Více informací
Termíny související s touto studií
Klíčová slova
Další identifikační čísla studie
- MSU-UMMC-TELE-REHAB-001
- U54GM115428 (Grant/smlouva NIH USA)
Plán pro data jednotlivých účastníků (IPD)
Plánujete sdílet data jednotlivých účastníků (IPD)?
Popis plánu IPD
Deidentifikovaná individuální data účastníků (IPD) z této studie mohou být sdílena na základě odůvodněné žádosti po dokončení studie. Sdílená data zahrnují odvozené biomechanické parametry (např. kloubní moment, rozsah pohybu), souhrnné výkonnostní metriky a přidružená metadata nezbytná pro interpretaci.
Surová video data nebudou sdílena z důvodu možných obav o identifikovatelnost. Všechna sdílená data budou deidentifikována v souladu s institucionálními politikami a požadavky etické komise.
Přístup bude poskytnut kvalifikovaným výzkumníkům po schválení dohody o užívání dat a pro účely konzistentní s původními cíli studie.
Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty
Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA
Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA
Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .
Klinické studie na Pooperační rehabilitace
-
Taipei Veterans General Hospital, TaiwanNeznámýSyndrom křehkosti | Inteligentní POWER Rehabilitation Cluster MachineTchaj-wan
-
Muş Alparlan UniversityZatím nenabírámeREHABİLİTATİON na mrtviciKrocan