Knæbiofeedback-rehabiliteringsgrænseflade til spilbaseret hjemmeterapi til patienter med knæartrose (KneeBRIGHT)

Slidgigt (OA) er den førende årsag til handicap i USA. Da slidgigt er forbundet med muskelsvaghed i underekstremiteterne, er rehabilitering med fokus på quadriceps og anden muskelstyrkelse i underekstremiteterne en veletableret behandling for patienter med knæ-OA. Patienternes overholdelse af træningsrutiner er dog lav på grund af manglende vejledning vedrørende optimale protokoller og dårligt engagement under de gentagne rutiner, som patienterne finder kedelige og kedelige.

Langsigtet mål med denne undersøgelse er at forbedre resultaterne af knæ OA gennem effektive og motiverende genoptræningsøvelser. Knee Biofeedback Rehabilitation Interface for Game-based Home Therapy ("KneeBRIGHT")-systemet kombinerer elektromyografi (EMG) biofeedback med videospilterapi (VGT) for at give knæ-OA-patienter et engagerende, effektivt værktøj til at udføre rehabiliteringsøvelser derhjemme. KneeBRIGHT har til formål at motivere patienter med knæ-OA til at udføre regelmæssig muskelstyrkende træning gennem en engagerende, EMG-drevet videospilterapi.

Deltagere i alderen 40-75, med uafhængig ambulation og med diagnosen knæ-OA stillet ved røntgen og en score på mindst 2 (ud af 4) på ​​Kellgren-Lawrence OA radiografisk klassifikationssystem vil blive inkluderet i undersøgelsen . Deltagere med psykiatrisk eller kognitiv svækkelse (f.eks. demens), symptomatisk rygsøjle-, hofte-, ankel- eller fodsygdom bortset fra OA, som ville forstyrre vurderingen af ​​knæet, vil blive udelukket. Deltagere med balance- eller vestibulære forstyrrelser, perifer neuropati, hudsygdomme, der forhindrer EMG-elektrodeplacering, fanger, gravide kvinder (efter rapport), ikke-engelsktalende, personer, der er syns- og/eller hørehæmmede, vil også blive udelukket.

Kvalificerede deltagere vil blive randomiseret til to grupper: (1) KneeBRIGHT gruppe; (2) Standard rehabiliteringsgruppe. Begge grupper vil gennemgå baseline- og opfølgende vurdering for at måle de patientrapporterede resultater og lårmuskelstyrke. Deltagerne i begge grupper vil gennemgå et 12-ugers program inklusive 3 træningssessioner om ugen, der inkluderer en kombination af personlige og hjemmesessioner

Begge grupper vil gennemgå den samme rehabiliteringsprotokol, som vil begynde med sessioner overvåget i klinikken af ​​studieteamets fysioterapeut og gradvist vil hjemmesessioner blive tilføjet. Deltagerne i KneeBRIGHT-gruppen vil udføre quadriceps-styrkende øvelser med de videospilsbaserede aktiviteter. EMG-biofeedback-enhederne og videospil m/laptop vil blive leveret til forsøgspersonerne til hjemmebrug. Forsøgspersonerne vil modtage instruktion i, hvordan man anvender EMG-biofeedback-enheden og brugen af ​​videospillet. KneeBRIGHT Spilaktiviteter består af en introduktion af spilleren til den virtuelle verden og missionerne, spilleren tilpasser den personlige avatar og gennemfører en række kalibreringssammentrækninger og øveøvelser for at blive fortrolig med spilkontrollerne. Gennem EMG-systemet omsættes en spillers muskelsammentrækninger til fysiske bevægelser af avataren og kontrol af køretøjer i det virtuelle miljø. Hver quest-type udfordring er designet til at tillade spil i en siddende, liggende, støttet stående eller fritstående stilling baseret på en persons fysiske status. Brugerinteraktioner med spillet omfatter knæforlængelseøvelser og funktionelle bevægelser, der giver optimale terapeutiske fordele.

Deltagerne i begge grupper vil gennemgå en kombination af hjemme- og kliniksessioner. Protokol starter med seks klinikbesøg for at maksimere kendskabet til træningsrutiner og udstyr. Hjemmegange vil blive tilføjet efter 2 uger i genoptræning. Sessionerne vil bestå af opvarmning, styrkelse, balance, præcision og blide strækøvelser. Styrkeøvelser vil være fokuseret på quadriceps, hamstring, læg- og baldemuskler. Strækøvelser vil være fokuseret på quadriceps, hamstring og lægmuskler. Progression vil blive styret af rehabiliteringsprincipperne og deltagernes respons på øvelsen. Mængden af ​​disse øvelser vil afhænge af, hvordan de får emnet til at føles. Rehabiliteringsprogrammet vil give forsøgspersonen mulighed for at øge mængden af ​​motion, de kan udføre. Øvelser vil være begrænset, hvis forsøgspersonen føler ubehag. Samlet set vil protokollen bestå af 36 sessioner i alt, 20 i kliniksessioner og 16 hjemmebaserede sessioner.

Resultatmål før og efter intervention vil blive sammenlignet for at undersøge effektiviteten. Teknologiaccept vil også blive undersøgt hos patienter randomiseret til KneeBRIGHT-gruppen.

Samlet set har KneeBRIGHT potentialet til betydeligt at forbedre OA-rehabilitering ved at forbedre funktionel restitution gennem fysisk praksis med specifik, adaptiv træning og fremme overholdelse gennem sjove spil og præstationsfeedback. Brug af KneeBRIGHT-systemet i teleterapi kan øge adgangen til fjerntliggende/undertjente områder og udvide rækken af ​​eksisterende genoptræningsfaciliteter.

Statistisk analyse Knæfunktion vurderet ved sammensat KOOS-score forud for undersøgelsen vil blive sammenlignet med KOOS-score registreret efter intervention for at teste den primære hypotese om, at patienter, der udfører KneeBRIGHT-øvelsen, signifikant vil forbedre knæfunktionen sammenlignet med kontrolgruppen. Målinger af KOOS-scorer forud for intervention vil blive trukket fra post-interventionsscorerne for at producere et sæt deltaværdier. Disse deltaværdier vil blive analyseret via Analysis of Covariance (ANCOVA). En p≤0,05 beslutningsregel vil blive brugt som afvisningskriterium.

Spørgeskemaresultater vil blive brugt til at teste hypotesen om, at patienter, der bruger KneeBRIGHT-systemet, viser øgede niveauer af engagement sammenlignet med dem, der udfører en konventionel træningsrutine. Spørgeskemaets score vil blive opgjort for at producere sammensatte scores. Disse sammensatte score vil blive analyseret via en lineær blandet model. En p≤0,05 beslutningsregel vil blive brugt som nulhypotese-afvisningskriteriet.

Tidsdata fra hjemmebesøgene vil blive analyseret ved at sammenligne træningsminutterne med KneeBRIGHT-systemet med træningsminutterne med standardtræningsregimet i kontrolgruppen for at teste hypotesen om, at træningsvarigheden er længere med KneeBRIGHT-systemet. Gennemsnitlig brugstid på hvert system vil blive analyseret via Elevens parrede t-test, med P v≤0,05 som nulhypotese-afvisningskriteriet.