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Zugängliches Fernrehabilitationssystem für Echtzeit-Biomechanik-Überwachung

3. November 2026 aktualisiert von: Mississippi State University

Entwicklung und klinische Validierung eines KI-basierten Kamerasystems zur Echtzeit-Biomechaniküberwachung in der Oberkörperrehabilitation

This study evaluates a novel camera-based system designed to support remote rehabilitation by measuring hand and upper-limb biomechanics in real time. Many patients recovering from musculoskeletal or neurological conditions require frequent monitoring during rehabilitation, but regular clinic visits may be difficult due to distance, cost, or limited access to specialized care. Current telehealth approaches typically rely on qualitative assessments or self-reported feedback rather than objective biomechanical measurements.

The purpose of this study is to determine whether a computer vision-based system can accurately estimate biomechanical parameters such as joint angles, range of motion, muscle force, and joint torque using only a standard camera. The system analyzes hand movement using artificial intelligence and biomechanical modeling to provide real-time measurements during rehabilitation exercises.

Participants will perform guided hand-movement tasks while the system records video and extracts anatomical landmarks. These data will be used to compute biomechanical parameters and assess whether the system can reliably monitor rehabilitation progress remotely. The results will help determine whether this technology can provide clinicians with objective, continuous data to support personalized rehabilitation and improve patient outcomes.

Studienübersicht

Status

Status

Zeigt den aktuellen Rekrutierungsstatus oder den erweiterten Zugriffsstatus an.
Noch keine Rekrutierung

Bedingungen

Bedingungen

Die Krankheit, Störung, das Syndrom, die Krankheit oder die Verletzung, die untersucht wird. Auf ClinicalTrials.gov können die Bedingungen auch andere gesundheitsbezogene Themen wie Lebensdauer, Lebensqualität und Gesundheitsrisiken umfassen.

Intervention / Behandlung

Intervention / Behandlung

Ein Prozess oder eine Handlung, die im Mittelpunkt einer klinischen Studie steht. Interventionen umfassen Medikamente, medizinische Geräte, Verfahren, Impfstoffe und andere Produkte, die entweder in der Erprobungsphase oder bereits verfügbar sind. Interventionen können auch nicht-invasive Ansätze umfassen, wie z. B. Aufklärung oder eine Änderung der Ernährung und Bewegung.

Detaillierte Beschreibung

This study aims to develop and validate a camera-based tele-rehabilitation platform capable of estimating biomechanical parameters of the human hand and upper limb in real time. Musculoskeletal and neurological conditions often require continuous monitoring during rehabilitation, yet many patients-particularly those in rural or underserved regions-have limited access to frequent in-person therapy sessions. Existing telehealth systems primarily rely on subjective reporting or periodic video consultations and often lack quantitative biomechanical measurements necessary for precise monitoring of recovery.

The objective of this research is to evaluate whether computer vision and biomechanical modeling can provide accurate, quantitative measurements of joint motion and force using a single camera. The central hypothesis is that artificial intelligence algorithms can detect anatomical landmarks of the hand from video data and combine them with mechanical modeling techniques to estimate joint angles, torques, and muscle forces in real time. Continuous biomechanical tracking may allow clinicians to better monitor rehabilitation progress and make timely adjustments to therapy protocols.

Participants will perform standardized hand-movement exercises while video data are captured using a consumer-grade camera such as a smartphone or laptop camera. Computer vision algorithms will identify hand landmarks and calculate joint kinematics. These measurements will then be integrated with inverse dynamics modeling to estimate biomechanical parameters including joint torque, range of motion, and force generation.

The study will evaluate the reliability and validity of the proposed system by comparing the computed biomechanical measurements with established biomechanical models and reference datasets. Key outcomes include the accuracy of landmark detection, reliability of biomechanical parameter estimation, and feasibility of remote monitoring during rehabilitation exercises.

Successful completion of this study will demonstrate the feasibility of a low-cost, accessible tele-rehabilitation platform capable of delivering objective biomechanical feedback to clinicians and patients. This approach has the potential to improve access to rehabilitation services, enhance patient engagement, and support data-driven clinical decision-making in remote healthcare settings.

Studientyp

Studientyp

Beschreibt die Art einer klinischen Studie. Zu den Studientypen gehören Interventionsstudien (auch klinische Studien genannt), Beobachtungsstudien (einschließlich Patientenregister) und erweiterter Zugang.
Interventionell

Einschreibung (Geschätzt)

Einschreibung

Die Anzahl der Teilnehmer an einer klinischen Studie. Die „erwartete“ Einschreibung ist die Zielzahl an Teilnehmern, die die Forscher für die Studie benötigen.
40

Phase

Phase

Das Stadium einer klinischen Studie, in der ein Medikament oder ein biologisches Produkt untersucht wird, basierend auf Definitionen, die von der U.S. Food and Drug Administration (FDA) entwickelt wurden. Die Phase richtet sich nach dem Ziel der Studie, der Anzahl der Teilnehmer und anderen Merkmalen. Es gibt fünf Phasen: Frühe Phase 1 (früher als Phase 0 aufgeführt), Phase 1, Phase 2, Phase 3 und Phase 4. Nicht zutreffend wird verwendet, um Studien ohne von der FDA definierte Phasen zu beschreiben, einschließlich Studien zu Geräten oder Verhaltensinterventionen.
  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

Studienkontakt

Der Name und die Kontaktinformationen der Person, die Fragen zur Registrierung für eine klinische Studie beantworten kann. Jeder Standort, an dem die Studie durchgeführt wird, kann auch einen bestimmten Ansprechpartner haben, der diese Fragen möglicherweise besser beantworten kann.

Studienorte

  • Vereinigte Staaten
    • Mississippi
      • Jackson, Mississippi, Vereinigte Staaten, 39216
        • University of Mississippi Medical Center
        • Kontakt:
      • Starkville, Mississippi, Vereinigte Staaten, 39759
        • Mississippi State University
        • Kontakt:
        • Hauptermittler:
          • Soroush Korivand, PhD

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Zulassungskriterien

Die wichtigsten Voraussetzungen, die Personen erfüllen müssen, die an einer klinischen Studie teilnehmen möchten, bzw. welche Eigenschaften sie mitbringen müssen. Auswahlkriterien bestehen sowohl aus Einschlusskriterien (die erforderlich sind, damit eine Person an der Studie teilnehmen kann) als auch aus Ausschlusskriterien (die eine Person an der Teilnahme hindern). Arten von Zulassungskriterien umfassen, ob eine Studie gesunde Freiwillige akzeptiert, Alters- oder Altersgruppenanforderungen hat oder durch das Geschlecht begrenzt ist.

Studienberechtigtes Alter

18 Jahre und älter (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Beschreibung

Inclusion Criteria:

  • Adults aged 18 years or older.
  • Individuals undergoing or recovering from upper-limb or hand rehabilitation following musculoskeletal or neurological injury or surgery.
  • Ability to perform basic hand or upper-limb movement tasks required for the rehabilitation exercises.
  • Ability to understand study instructions and provide informed consent.

Exclusion Criteria:

  • Severe cognitive impairment preventing understanding of study procedures.
  • Medical conditions that prevent safe participation in hand or upper-limb rehabilitation exercises.
  • Severe visual impairment preventing interaction with the camera-based monitoring system.
  • Participation in another interventional study that could affect rehabilitation outcomes.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Behandlung
  • Zuteilung: Zufällig
  • Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
  • Maskierung: Keine (Offenes Etikett)

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm

Teilnehmergruppe / Arm

Eine Gruppe oder Untergruppe von Teilnehmern an einer klinischen Studie, die gemäß dem Protokoll der Studie eine bestimmte Intervention/Behandlung oder keine Intervention erhält.
Intervention / Behandlung

Intervention / Behandlung

Ein Prozess oder eine Handlung, die im Mittelpunkt einer klinischen Studie steht. Interventionen umfassen Medikamente, medizinische Geräte, Verfahren, Impfstoffe und andere Produkte, die entweder in der Erprobungsphase oder bereits verfügbar sind. Interventionen können auch nicht-invasive Ansätze umfassen, wie z. B. Aufklärung oder eine Änderung der Ernährung und Bewegung.
Experimental: Camera-Based Biomechanical Monitoring (Intervention)

Participants perform standardized hand/upper-limb rehabilitation exercises while an AI-based camera system estimates joint torque, muscle force, and range of motion in real time. Clinicians may use the biomechanical feedback to guide rehabilitation adjustments over the 6-week study period.
Gerät: AI-Based Camera Tele-Rehabilitation Monitoring System

A single-camera, computer vision and inverse-dynamics modeling system that estimates biomechanical parameters (joint torque, muscle force, and range of motion) from video-based hand landmark tracking during rehabilitation exercises.
Aktiver Komparator: Standard Telehealth Rehabilitation (Control)

Participants receive standard telehealth rehabilitation with periodic/weekly check-ins and usual care guidance. No real-time camera-based biomechanical monitoring feedback is provided.
Verhalten: Standard Telehealth Rehabilitation

Participants perform standard rehabilitation exercises and receive routine telehealth follow-up with clinicians according to usual care practices. No camera-based biomechanical monitoring system is used during the rehabilitation process.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Primäre Ergebnismessungen

Im Protokoll einer klinischen Studie die geplante Ergebnismessung, die für die Bewertung der Wirkung einer Intervention/Behandlung am wichtigsten ist. Die meisten klinischen Studien haben einen primären Endpunkt, aber einige haben mehr als einen.
Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Accuracy of Camera-Based Joint Torque Estimation
Zeitfenster: Baseline assessment session

Accuracy of the AI-based camera system in estimating joint torque during rehabilitation exercises compared with gold-standard dynamometer measurements. Accuracy will be evaluated using mean absolute percentage error (MAPE) between estimated torque values and reference dynamometer readings.
Baseline assessment session
Correlation Between Camera-Based and Clinical Biomechanical Measurements
Zeitfenster: Baseline assessment session

Agreement between biomechanical parameters estimated by the camera-based system and reference clinical measurements. Pearson correlation coefficients and Bland-Altman analysis will be used to evaluate agreement between estimated joint torque and gold-standard measurements.
Baseline assessment session

Sekundäre Ergebnismessungen

Sekundäre Ergebnismessungen

Im Protokoll einer klinischen Studie ein geplantes Ergebnismaß, das nicht so wichtig ist wie das primäre Ergebnismaß für die Bewertung der Wirkung einer Intervention, aber dennoch von Interesse ist. Die meisten klinischen Studien haben mehr als einen sekundären Endpunkt.
Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Grip Strength Improvement
Zeitfenster: Baseline, 3 weeks, and 6 weeks

Change in hand grip strength measured using a clinical dynamometer during the rehabilitation program.
Baseline, 3 weeks, and 6 weeks
Range of Motion Improvement
Zeitfenster: Baseline, 3 weeks, and 6 weeks

Change in hand and finger joint range of motion measured using standard clinical goniometry during the rehabilitation period.
Baseline, 3 weeks, and 6 weeks
Functional Recovery Time
Zeitfenster: Up to 6 weeks

Time required for participants to regain at least 80% of their pre-injury hand function based on clinical functional assessments.
Up to 6 weeks
Patient Adherence to Rehabilitation Exercises
Zeitfenster: Up to 6 weeks

Participant adherence to prescribed rehabilitation exercises measured by completion rate of assigned therapy sessions during the study period.
Up to 6 weeks

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Sponsor

Die Organisation oder Person, die die Studie initiiert und die Autorität und Kontrolle über die Studie hat.
Mississippi State University

Mitarbeiter

Mitarbeiter

Eine andere Organisation als der Sponsor, die eine klinische Studie unterstützt. Diese Unterstützung kann Aktivitäten im Zusammenhang mit Finanzierung, Design, Implementierung, Datenanalyse oder Berichterstattung umfassen.
University of Mississippi Medical Center

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Geschätzt)

Studienbeginn

Das tatsächliche Datum, an dem der erste Teilnehmer in eine klinische Studie aufgenommen wurde. Das „voraussichtliche“ Studienstartdatum ist das Datum, von dem die Forscher glauben, dass es das Studienstartdatum sein wird.
1. Dezember 2026

Primärer Abschluss (Geschätzt)

Primärer Abschluss

Das Datum, an dem der letzte Teilnehmer einer klinischen Studie untersucht wurde oder eine Intervention erhalten hat, um endgültige Daten für das primäre Ergebnis zu sammeln. Ob die klinische Studie protokollgemäß endete oder beendet wurde, hat keinen Einfluss auf dieses Datum. Bei klinischen Studien mit mehr als einem primären Ergebnismaß mit unterschiedlichen Abschlussdaten bezieht sich dieser Begriff auf das Datum, an dem die Datenerhebung für alle primären Ergebnismaße abgeschlossen ist. Das „erwartete“ primäre Abschlussdatum ist das Datum, von dem die Forscher glauben, dass es das primäre Abschlussdatum für die Studie sein wird.
14. September 2027

Studienabschluss (Geschätzt)

Studienabschluss

Das Datum, an dem der letzte Teilnehmer an einer klinischen Studie untersucht wurde oder eine Intervention/Behandlung erhielt, um endgültige Daten für die primären Ergebnismaße, sekundären Ergebnismaße und Nebenwirkungen zu sammeln (d. h. der letzte Besuch des letzten Teilnehmers). Das „voraussichtliche“ Abschlussdatum der Studie ist das Datum, von dem die Forscher glauben, dass es das Abschlussdatum der Studie sein wird.
14. September 2027

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

Zuerst eingereicht

Das Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer zum ersten Mal einen Studienbericht bei ClinicalTrials.gov eingereicht hat. Zwischen dem Datum der ersten Einreichung und der Verfügbarkeit des Datensatzes auf ClinicalTrials.gov (dem ersten veröffentlichten Datum) liegt in der Regel eine Verzögerung von einigen Tagen.
5. März 2026

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

Das Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer zum ersten Mal einen Studienbericht einreicht, der den Qualitätskontrollkriterien (QC) der National Library of Medicine (NLM) entspricht. Der Sponsor oder Prüfer muss möglicherweise einen Studienbericht ein- oder mehrmals überarbeiten und einreichen, bevor die QC-Überprüfungskriterien von NLM erfüllt sind. Es liegt in der Verantwortung des Sponsors oder Prüfers, sicherzustellen, dass die Studienaufzeichnung mit den NLM-QC-Überprüfungskriterien übereinstimmt.
19. März 2026

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

Zuerst gepostet

Das Datum, an dem der Studienbericht zum ersten Mal auf ClinicalTrials.gov verfügbar war, nachdem die Qualitätskontrolle (QC) der National Library of Medicine (NLM) abgeschlossen wurde. Zwischen dem Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer den Studienbericht eingereicht hat, und dem ersten veröffentlichten Datum liegt in der Regel eine Verzögerung von einigen Tagen.
25. März 2026

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

Letztes Update gepostet

Das letzte Datum, an dem Änderungen an einem Studienbericht auf ClinicalTrials.gov verfügbar gemacht wurden. Es kann eine Verzögerung zwischen der Übermittlung der Änderungen an ClinicalTrials.gov durch den Sponsor oder Prüfer der Studie (Datum der letzten eingereichten Aktualisierung) und dem Datum der letzten Veröffentlichung der Aktualisierung geben.
6. November 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

Das letzte Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer Änderungen an einem Studienbericht eingereicht hat, die mit den Qualitätskontrollkriterien (QC) der National Library of Medicine (NLM) übereinstimmen. Es liegt in der Verantwortung des Sponsors oder Prüfers, sicherzustellen, dass die Studienaufzeichnung mit den NLM-QC-Überprüfungskriterien übereinstimmt.
3. November 2026

Zuletzt verifiziert

Zuletzt verifiziert

Das letzte Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer die Informationen über eine klinische Studie auf ClinicalTrials.gov als richtig und aktuell bestätigt hat. Wenn eine Studie den Rekrutierungsstatus Recruiting hat; noch keine Rekrutierung; oder aktiv, keine Rekrutierung wurde innerhalb der letzten 2 Jahre nicht bestätigt, der Rekrutierungsstatus der Studie wird als unbekannt angezeigt.
1. November 2026

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Andere Studien-ID-Nummern

Andere Studien-ID-Nummern

Andere Identifikatoren oder ID-Nummern als die NCT-Nummer, die einer klinischen Studie vom Sponsor der Studie, Geldgebern oder anderen zugewiesen werden. Diese Nummern können eindeutige Kennungen von anderen Studienregistern und Zuschussnummern der National Institutes of Health enthalten.
  • MSU-UMMC-TELE-REHAB-001
  • U54GM115428 (US NIH Stipendium/Vertrag)

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

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UNENTSCHIEDEN

Beschreibung des IPD-Plans

De-identified individual participant data (IPD) from this study may be shared upon reasonable request following study completion. Data to be shared include derived biomechanical parameters (e.g., joint torque, range of motion), summary performance metrics, and associated metadata necessary for interpretation.

Raw video data will not be shared due to potential identifiability concerns. All shared data will be de-identified in accordance with institutional policies and IRB requirements.

Access will be provided to qualified researchers upon approval of a data use agreement and for purposes consistent with the original study objectives.

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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