Tarkkuuskuntoutus: tärinän mekanismit ja teho harjoitteluun rappeuttavan polven nivelrikon hoidossa

Polven nivelrikko (OA) on yleinen rappeuttava sairaus vanhemmilla ihmisillä. Krooninen kipu, nelipäisen lihasten heikkous, rajoitettu päivittäinen toiminta, liikkumattomuus sekä tasapaino- ja kävelyhäiriöt ovat yleisimpiä oireita. Tämän tutkimuksen yleisenä tavoitteena on käyttää tarkkuuskuntoutuksen konsepteihin perustuvaa tekoälyä (AI) suunnitella puettava monitoiminen polvituki, joka soveltuu parhaiten rappeuttavan polven OA:n parantamiseen toiminnallisessa suorituskyvyssä ja kivunlievitykseen. Tutkijat olettavat, että tämä tekoälypohjainen tarkkuuskuntoutuslaite parantaa iäkkäiden potilaiden, joilla on rappeuttava polven OA, toiminnallista suorituskykyä ja kivunlievitystä perinteisiin hoitoihin verrattuna. Tämän ehdotetun tutkimuksen odotettu tulos on todiste harjoittelun toteutettavuudesta ja tehokkuudesta yhdistettynä tärinäinterventioon käyttämällä AI-polvituetta potilailla, joilla on polven OA. Tällä nelivuotisella tutkimuksella saavutetaan seuraavat kolme erityistavoitetta:

Tavoite 1: Tunnistaa optimaalinen tärinän interventiomuoto toiminnallisten liikkeiden aikana potilailla, joilla on polven OA.

Potilaat, joilla on polven OA, rekrytoidaan, ja he saavat 3 värähtelytilaa reisilihaksissa matalataajuudella tai korkealla taajuudella toiminnallisten liikkeiden aikana. Tämä poikkileikkaus, yksisokkoutettu, satunnaistettu tutkimus tarjoaa viitearvot, jotka perustuvat aivojen ja paikallisten lihasten hemodynamiikan tuloksiin sekä lihasvoimatesteihin parhaan tärinän interventiotilan määrittämiseksi polven OA-potilaille. Tutkijat rekrytoivat 60 polven OA-potilasta ja arvioivat muutoksia hemodynamiikassa, proprioseptiossa, toiminnallisessa suorituskyvyssä ja lihasvoiman suorituskyvyssä ennen ja jälkeen tärinää. Tämän tutkimuksen optimoitu tärinäinterventiomuoto auttaa luomaan vertailuperustan polven OA-potilaiden tärinäinterventiolle sekä tämän tutkimuksen tavoitteiden 2 ja 3 täytäntöönpanopäätöksen tekemiseen.

Tavoite 2: Kehittää tekoälypolvituki, jota voidaan käyttää kliinisen arviointityökaluna ja toteuttaa tärinäinterventiota oikeaan aikaan.

Tutkijat kehittävät tekoälypolvitukea, joka voi kerätä liiketietoja, kuten kinematiikkaa, kinetiikkaa ja lihastoimintaa syötteinä. Sitten se tulostaa laskettua dataa, kuten toiminnallisen tehtäväntunnistuksen ja yhteisvoimien arvioinnin. Tekoälyalgoritmeja käyttäen tutkijat analysoivat polvitukeen upotettujen antureiden keräämiä biomekaanisia tietoja ja säätävät tärinän taajuutta, voimakkuutta ja kestoa terapeuttisten vaikutusten optimoimiseksi. Tähän tutkimukseen otetaan mukaan 10 polven OA-potilasta ja 10 samanikäistä tervettä vanhusta osallistujaa. Tekoälypolvituki validoidaan sen arviointitoiminnon ja terapeuttisten vaikutusten osalta.

Tavoite 3: Selvittää AI-polvituetta käyttävän harjoittelun ja tärinäintervention vaikutukset potilailla, joilla on polven OA.

Tutkijat käyttivät sinetöityä kirjettä satunnaistetun kontrollitutkimuksen (RCT) suorittamiseen, käyttämällä kehitettyä tekoälypolvetuetta harjoittelun yhteydessä parantaakseen toiminnallista suorituskykyä ja lievittääkseen kipua polven oA-potilailla. Tämä harjoittelu voi yhdistää reaaliaikaisen polven liikeavun ja lihastoiminnan palautteen, mikä auttaa potilaita hallitsemaan polvea harjoituksen aikana välttääkseen urheiluvammat. 60 polven OA-potilasta jaetaan satunnaisesti kahteen ryhmään. Koeryhmä saa yhdistettyä tekoälypolvetuetta ja harjoitusharjoittelua 8 viikon ajan, kun taas kontrolliryhmä saa pelkän normaalin harjoittelun. Hemodynaamiset ja biomekaaniset analyysit määrittävät tuloksen neljässä vaiheessa (eli ennen harjoittelua, harjoituksen jälkeen, 3 kuukauden kuluttua harjoittelusta ja 1 vuoden kuluttua harjoittelusta).