Carga de la articulación de la parte inferior de la rodilla mediante biorretroalimentación en tiempo real Rehabilitación para caminar en escaleras para pacientes con MCKOA
Carga de la articulación de la parte inferior de la rodilla mediante biorretroalimentación en tiempo real Rehabilitación de subir escaleras para pacientes con osteoartritis de rodilla del compartimento medial
Descripción general del estudio
Estado
Condiciones
Descripción detallada
Convencionalmente, el reentrenamiento de la marcha se implementa necesariamente en un entorno de laboratorio porque la evaluación de marcadores biomecánicos, como KAM, requiere un sistema sofisticado de captura de movimiento y placas de fuerza. Con el avance de la tecnología de sensores portátiles, es posible medir la biomecánica de la marcha y proporcionar biorretroalimentación en tiempo real para el reentrenamiento de la marcha utilizando una unidad de medición inercial (IMU), que es un dispositivo inalámbrico portátil y liviano. En un proyecto en curso financiado por el gobierno, los investigadores han desarrollado calzado integrado en IMU que mide KAM durante la caminata en terreno llano. Los investigadores compararon la regresión del Operador de Selección y Contracción Mínima Absoluta (LASSO) y Random Forest en la predicción de KAM de las grabaciones de IMU. Los investigadores encontraron que Random Forest podría proporcionar una precisión de predicción KAM mucho mayor que la regresión LASSO. La concordancia entre la medición de KAM convencional basada en laboratorio y basada en sensores fue de aproximadamente 90%. Según el trabajo de investigación anterior de los investigadores, es significativo ampliar la tecnología recientemente desarrollada para la medición de KAM durante el ascenso y descenso de escaleras sin el uso de equipos de laboratorio. Con los sensores portátiles conectados a los teléfonos inteligentes, el reentrenamiento de la marcha fuera del entorno del laboratorio será factible, pero los efectos del reentrenamiento de la marcha con sensores portátiles no se han verificado directamente.
Dadas estas consideraciones, este proyecto tiene dos objetivos principales. Los investigadores: (1) primero establecerán un algoritmo de aprendizaje automático para predecir KAM utilizando sensores IMU durante el ascenso y descenso de escaleras; y luego (2) llevar a cabo un ensayo controlado aleatorizado de tres brazos para comparar la diferencia biomecánica y clínica entre los pacientes que reciben un curso de reentrenamiento de escaleras convencional basado en laboratorio, reentrenamiento de escaleras basado en sensores y control del ejercicio de caminar (es decir, ejercicio de caminar sin caminar). reentrenamiento).
Hipótesis primaria
Hipótesis 1: las IMU portátiles predecirán con precisión KAM durante la negociación de escaleras utilizando un algoritmo de aprendizaje automático, con al menos un 80% de concordancia de medición con el cálculo convencional de KAM.
Hipótesis 2: Los pacientes aleatorizados a las condiciones de reentrenamiento de escaleras basado en sensores y en laboratorio evidenciarían una reducción similar (es decir, diferencias débiles y no significativas) en KAM (resultado primario) y una mejora de los síntomas (resultados secundarios), pero que estos los sujetos evidenciarían mayores reducciones en KAM que los sujetos asignados a la condición de control del ejercicio de caminar.
Tipo de estudio
Inscripción (Anticipado)
Fase
- No aplica
Contactos y Ubicaciones
Estudio Contacto
- Nombre: Roy TH CHEUNG, PhD
- Número de teléfono: 2766 6739
- Correo electrónico: Roy.Cheung@polyu.edu.hk
Ubicaciones de estudio
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Hong Kong, Porcelana
- The Hong Kong Polytechnic University
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Contacto:
- Roy TH CHEUNG, PhD
- Correo electrónico: Roy.Cheung@polyu.edu.hk
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Criterios de participación
Criterio de elegibilidad
Edades elegibles para estudiar
Acepta Voluntarios Saludables
Géneros elegibles para el estudio
Descripción
Criterios de inclusión:
- 45-80 años de edad;
- pacientes con artrosis de rodilla del compartimento medial temprano (grado de Kellgren & Lawrence = 1 o 2);
- dolor de rodilla autoinformado al menos una vez por semana durante las ocho semanas siguientes;
- los pacientes deben poder caminar sin ayuda durante al menos 60 minutos.
Criterio de exclusión:
- tener un índice de masa corporal >35;
- tener una discapacidad de aprendizaje conocida;
- use una plantilla para zapatos o una rodillera;
- haber recibido una inyección de corticosteroides en las ocho semanas anteriores;
- tener contraindicaciones absolutas para actividades físicas vigorosas según el Colegio Americano de Medicina Deportiva;
- Para evitar el efecto suelo del entrenamiento, todos los sujetos se someterán a una evaluación inicial y solo aquellos con KAM superior a 0,3 Nm/kg durante la marcha en terreno llano serán invitados al estudio de reentrenamiento.
Plan de estudios
¿Cómo está diseñado el estudio?
Detalles de diseño
- Propósito principal: TRATAMIENTO
- Asignación: ALEATORIZADO
- Modelo Intervencionista: PARALELO
- Enmascaramiento: SOLTERO
Armas e Intervenciones
Grupo de participantes/brazo |
Intervención / Tratamiento |
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Experimental: Reentrenamiento de la marcha basado en laboratorio (LGR)
Los sujetos asistirán a 6 sesiones semanales de ejercicios de ascenso y descenso de escaleras durante seis semanas consecutivas.
En cada sesión, caminan a una velocidad seleccionada por ellos mismos en la escalera instrumentada.
El tiempo de entrenamiento se irá aumentando progresivamente de 15 a 30 minutos a lo largo de las seis sesiones.
La retroalimentación auditiva se irá eliminando gradualmente en las últimas tres sesiones.
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Se alentará a los sujetos del grupo LGR a modificar el patrón de marcha (p.
ajustando el ángulo de progresión del pie, realizando empuje medial de la rodilla y/o inclinación lateral del tronco) para reducir su KAM al 80 % del KAM de referencia promedio respectivo obtenido durante la marcha normal no modificada.
La retroalimentación auditiva en tiempo real se entregará mediante altavoces estéreo desde ambos lados de la escalera.
Se generará un tono C medio (261,6 Hz) y un C agudo (4186,0 Hz) de igual intensidad con una pisada por debajo y por encima del valor objetivo del 80 %, respectivamente.
Se les recomendará que mantengan su nuevo patrón de marcha durante su vida diaria después del entrenamiento.
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Experimental: Reentrenamiento de la marcha basado en sensores (SGR)
Los sujetos recibirán un entrenamiento similar al LGR, excepto que la medición de KAM se basa únicamente en las entradas de las IMU integradas en los zapatos.
El programa, la duración y la intensidad de los entrenamientos serán idénticos a los del grupo LGR.
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Los sujetos del grupo SGR recibirán un entrenamiento similar al LGR, excepto que la medición KAM se basa únicamente en las entradas de las IMU integradas en los zapatos.
Además, la retroalimentación auditiva se entregará a través de un par de auriculares conectados a un teléfono inteligente, que ha sido preinstalado con una aplicación para la medición de KAM.
Se les recomendará que mantengan su nuevo patrón de marcha durante su vida diaria después del entrenamiento.
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Experimental: Control de ejercicio de caminar (Ctrl)
Los sujetos asistirán a 6 sesiones semanales de ejercicios de ascenso y descenso de escaleras durante seis semanas consecutivas.
En cada sesión, caminarán sobre la misma escalera instrumentada a un ritmo seleccionado por ellos mismos sin ninguna guía sobre la modificación de la marcha.
El periodo de entrenamiento y el tiempo de entrenamiento por sesión será idéntico a los otros dos grupos.
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Los sujetos del grupo Ctrl caminarán por la misma escalera instrumentada a un ritmo seleccionado por ellos mismos sin ninguna guía sobre la modificación de la marcha.
El periodo de entrenamiento y el tiempo de entrenamiento por sesión será idéntico a los otros dos grupos.
No se les dará ninguna instrucción para actividades fuera del laboratorio.
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¿Qué mide el estudio?
Medidas de resultado primarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Cambio en el momento de aducción de la rodilla (KAM)
Periodo de tiempo: línea de base y 7 semanas
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El marcador sustituto de la carga de la articulación de la rodilla en el compartimento medial (es decir,
KAM) se medirá mediante un sistema de captura de movimiento de 10 cámaras (Vicon, Oxford Metrics Group, Oxford, Reino Unido) a 100 Hz y una escalera instrumentada equipada con dos placas de fuerza (Bertec, Columbus, OH, EE. UU.) a 1000 Hz durante el ascenso de escaleras y descenso en la evaluación inicial y después de 6 semanas de readiestramiento de escaleras.
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línea de base y 7 semanas
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Medidas de resultado secundarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Cambio en la puntuación de resultado de lesión de rodilla y osteoartritis china (KOOS)
Periodo de tiempo: línea de base y 7 semanas
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Se utilizará el puntaje chino de resultados de lesiones de rodilla y osteoartritis (KOOS) para evaluar el dolor de rodilla, los síntomas y la función física de los pacientes antes y después del reentrenamiento de escaleras.
Este instrumento contiene 42 ítems que abordan el dolor, los síntomas, las actividades de la vida diaria, la función deportiva y recreativa y la calidad de vida relacionada con la rodilla.
La puntuación total y la subpuntuación para cada dominio (dolor, síntomas, actividades de la vida diaria, función deportiva/recreativa y calidad de vida relacionada con la rodilla) se normalizarán de 0 a 100, donde 100 indica el peor estado posible, 0 indicando que no hay dolor o pérdida de la función.
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línea de base y 7 semanas
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Cambio en la escala analógica visual validada (EVA)
Periodo de tiempo: basleline, 1 semana, 2 semanas, 3 semanas, 4 semanas, 5 semanas, 6 semanas y 7 semanas
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La escala analógica visual (VAS) validada de 100 mm se utilizará para evaluar el nivel general de dolor de rodilla después de cada sesión de negociación de escaleras, con 0 mm en el extremo izquierdo de la escala de 100 mm que indica "Sin dolor en absoluto" y 100 mm en el extremo derecho que indica "Peor dolor imaginable".
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basleline, 1 semana, 2 semanas, 3 semanas, 4 semanas, 5 semanas, 6 semanas y 7 semanas
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Colaboradores e Investigadores
Publicaciones y enlaces útiles
Publicaciones Generales
- Cheung RTH, Ho KKW, Au IPH, An WW, Zhang JHW, Chan ZYS, Deluzio K, Rainbow MJ. Immediate and short-term effects of gait retraining on the knee joint moments and symptoms in patients with early tibiofemoral joint osteoarthritis: a randomized controlled trial. Osteoarthritis Cartilage. 2018 Nov;26(11):1479-1486. doi: 10.1016/j.joca.2018.07.011. Epub 2018 Aug 3.
- Cheung RT, Ngai SP, Ho KK. Chinese adaptation and validation of the Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS) in patients with knee osteoarthritis. Rheumatol Int. 2016 Oct;36(10):1449-54. doi: 10.1007/s00296-016-3539-7. Epub 2016 Jul 23.
- Fong ICD, Li WSC, Tai WKJ, Tsang TWR, Zhang JH, Chen TLW, Baur H, Eichelberger P, Cheung RTH. Effect of foot progression angle adjustment on the knee adduction moment and knee joint contact force in runners with and without knee osteoarthritis. Gait Posture. 2018 Mar;61:34-39. doi: 10.1016/j.gaitpost.2017.12.029. Epub 2017 Dec 30.
- Wei M, Chow TWS, Chan RHM. Heterogeneous feature subset selection using mutual information-based feature transformation. Neurocomputing. 2015;168:706-718. doi:10.1016/j.neucom.2015.05.053.
- Yuqi Li, Jelfs B, Chan RHM. Entropy of surface EMG reflects object weight in grasp-and-lift task. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2017 Jul;2017:2530-2533. doi: 10.1109/EMBC.2017.8037372.
- Zhang JH, Chan ZYS, Au IPH, An WW, Cheung RTH. Can the Newly Learnt Gait Pattern after Running Retraining be Translated to Untrained Conditions?: 1547 Board #8 May 31 1. Med Sci Sports Exerc. 2018;50:373. doi:10.1249/01.mss.0000536311.33285.d2.
Fechas de registro del estudio
Fechas importantes del estudio
Inicio del estudio (Anticipado)
Finalización primaria (Anticipado)
Finalización del estudio (Anticipado)
Fechas de registro del estudio
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Otros números de identificación del estudio
- HSEARS20181031005
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Información sobre medicamentos y dispositivos, documentos del estudio
Estudia un producto farmacéutico regulado por la FDA de EE. UU.
Estudia un producto de dispositivo regulado por la FDA de EE. UU.
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