Lihasvoimahäviön kohdentaminen sairaalajakson aiheuttamana vanhuksilla verenvirtausrajoituksen ja elektromyografialla ohjatun vakavan pelin yhdistelmällä. (GHOSTLY+)

Sairaalahoitoon joutuminen altistaa ikääntyneet aikuiset merkittävälle riskille sairaalaan liittyvästä vajaatoiminnasta (HAD), tilasta, jolle on ominaista nopea ja usein vakava lihasvoiman ja toiminnan heikkeneminen liikkumattomuuden vuoksi. Tutkimus on osoittanut, että 65 vuotta täyttäneet aikuiset voivat menettää jopa 15 % alaraajojen voimasta yhden vuodelevon viikon aikana ja jopa 5 % lihasmassaa päivässä. Nämä heikkenemiset eivät vain pidentäisi sairaalassaolon kestoa vaan lisäisivät myös riippuvuutta, heikentäisivät liikkuvuutta ja lisäisivät kuolleisuusriskiä. Vaikka suurta kuormitusta käyttävä vastusharjoittelu onkin pidetty lihaskadon ehkäisyn kultaiseksi standardina, se on usein vasta-aiheista tai yksinkertaisesti mahdotonta heikkojen tai leikkauksen jälkeisten potilaiden kohdalla. Tämä luo kiireellisen tarpeen tehokkaille, vähäisemmän rasittaville vaihtoehdoille fyysisen toimintakyvyn säilyttämiseksi sairaalahoidon aikana.

Verenvirtausrajoitusharjoittelu (BFR) on noussut yhdeksi tällaisesta vaihtoehdosta. Se toimii osittain estämällä valtimoveren virtauksen ja täysin rajoittamalla laskimoveren paluun raajaan käyttämällä painemanšettiä, mikä tehostaa vähäisen kuormituksen harjoittelun vaikutuksia. BFR:ää on osoitettu stimuloivan lihashypertrofiaa ja voimanlisäystä eri väestöryhmissä, mukaan lukien ikääntyneet aikuiset, ja se on osoitettu turvalliseksi yli 300 000 raportoidussa kliinisessä istunnossa. Fyysisten rajoitusten lisäksi toinen merkittävä haaste sairaalakuntoutuksessa on huono noudattaminen. Moni potilas ei suorita valvomattomia terapiaharjoituksia, pääosin matalan motivaation vuoksi. Vakavat pelit – interaktiiviset sovellukset, jotka on suunniteltu terapeuttisella tavoitteella – ovat osoittaneet lupaavia tuloksia sitoutumisen parantamisessa, mutta suurin osa niistä ei ole suunniteltu erityisesti kliiniseen käyttöön tai yksilöllisesti sairaalassa olevien ikääntyneiden aikuisten tarpeisiin.

Näiden haasteiden ratkaisemiseksi GHOSTLY+-järjestelmä kehitettiin. GHOSTLY+ on mobiilikuntoutusratkaisu, joka yhdistää pelillistetyn lihaskoulutuksen BFR:ään, suunniteltuna käytettäväksi sairaalassa olevien ikääntyneiden aikuisten ei-terapia-aikana. Järjestelmä perustuu vakavaan pelisovellukseen, joka muuttaa lihasten supistukset, mitattuna pintaelektromyografian (EMG) avulla, pelin toiminnaksi. Sitouttamalla potilaita leikkisään mutta fysiologisesti perusteltuun ympäristöön järjestelmä pyrkii lisäämään motivaatiota ja varmistamaan oikean harjoitteluintensiteetin, vaikkei painoja tai aktiivista liikettä käytettäisikään. GHOSTLY+ sisältää automaattisen vaikeustason säätelyn reaaliaikaisen EMG-syötteen perusteella ja noudattaa näyttöön perustuvia parametreja voimaharjoittelulle: isometriset supistukset noin 75 %:ssa kunkin potilaan maksimaalisesta vapaaehtoisesta supistuksesta (MVC), suoritettuna kolme kertaa istunnossa, 12 toistoa sarjassa.

Tässä kuvattu kliininen tutkimus on monikeskuksinen, satunnaistettu kontrolloitu koe (RCT), joka käyttää Hybrid Type 1 -suunnittelua. Koe suoritetaan kolmessa sairaalassa Belgiassa (UZ Brussel, UZ Antwerpen ja UZ Leuven) ja siihen osallistuu 120 65-vuotiasta tai sitä vanhempaa ikäänyttä aikuista, jotka ovat sairaalassa, eivät kykene kantamaan painoa tai siirtymään itsenäisesti, joiden odotetaan pysyvän sairaalassa noin 14 päivää ja jotka ovat korkeassa riskissä menettää lihasvoimaa pitkittyneen liikkumattomuuden vuoksi. Osallistujat satunnaistetaan yhteen kahdesta ryhmästä. Kontrolliryhmä saa sairaalassa määrätyn standardisen fysioterapian. Interventioryhmä saa standardihoidon täydennettynä GHOSTLY+-järjestelmällä. Osallistujat käyttävät GHOSTLY+:tä vähintään viidessä istunnossa viikossa, kahden viikon ajan tai kunnes heidät kotiutetaan, riippuen sairaalassaolon kestosta.

Jokainen GHOSTLY+-istunto alkaa älykkään BFR-hihnan kiinnittämisellä kohdejalan yläreiteen ympärille. Hihna mittaa automaattisesti valtimoiden okluusiopaineen (AOP) ja täyttyy 50 %:iin tästä arvosta, tasosta, joka tiedetään tehokkaaksi samalla minimoiden epämukavuuden. Osallistujia johdetaan sitten sovelluksen sisäisen kalibrointiprosessin läpi, jossa he suorittavat kolme maksimaalista isometristä supistusta. Näiden lukemien perusteella järjestelmä määrittää yksilön MVC:n ja asettaa pelin vaikeustason 75 %:iin tästä arvosta. Pelaamisen aikana potilaiden on suoritettava kolme tasoa istunnossa, jossa jokainen taso edustaa sarjaa kahdestatoista lihassupistuksesta. Sarjojen välillä on kahden minuutin levonjaksoja. Aiemman käsitevalmistutkimuksen perusteella, joka suoritettiin UZ Brusselissa (Debeuf et al., 2025), useimmat potilaat pystyvät käyttämään järjestelmää itsenäisesti tunnin harjoittelun jälkeen. Jokaisen tutkimuspaikan fysioterapeutit koulutetaan ohjaamaan tätä alkuperäistä asetusta, kunnes potilaat pystyvät itsenäisesti asentamaan GHOSTLY+-järjestelmän.

Tämän tutkimuksen ensisijainen tuloksen mittari on alaraajojen lihasvoima sairaalasta kotiutuessa, arvioituna kädessä pidettävällä MicroFet-dynamometrillä. Toissijaisia tuloksia ovat lihasmassa, mitattuna suoran reisilihaksen ultraääni kuvantamisella, toimintakyky arvioituna 30-sekuntisella istumaankohoamistestillä ja toiminnallisella kävelykategorialla, päivittäisten toimintojen itsenäisyys Katz-asteikolla, vuoteenomistettu aika, sairaalassaolon kokonaiskesto sekä potilaan raportoimat tulokset liittyen interventioon tyytyväisyyteen ja käytettävyyteen. Kognitiivinen tila arvioidaan Mini-Mental State Examination (MMSE) -testillä, ja lisäanalyysi suoritetaan EMG-datasta erottaakseen neuromuskulaariset parametrit kuten signaalin amplitudi ja väsymisindeksi. Kliinisten ja fysiologisten tietojen lisäksi potilaat ja terapeutit osallistuvat toteutustietojen keräämiseen kyselyiden, haastattelujen ja paikkakirjojen kautta, yhdenmukaisesti Consolidated Framework for Implementation Research (CFIR) -viitekehyksen kanssa.

Tietoja kerätään kolmessa ajankohdassa: ennen interventiota (perustaso), ensimmäisen viikon lopussa, kahden viikon lopussa tai sairaalasta kotiutuessa, jos se tapahtuu aikaisemmin. Satunnaistaminen suoritetaan verkkopohjaisella järjestelmällä, ja arvioijat ovat sokkoutuneita ryhmänjakoon vähentääkseen harhaa. Osallistujille annetaan tutkimukseen erityinen tunniste, ja heitä ohjeistetaan olemaan paljastamatta ryhmänjakoaan niille, jotka keräävät tulosten mittareita.

Kliinisen tehon arvioinnin lisäksi koe sisältää vankan toteutusarvioinnin. Käyttäen Consolidated Framework for Implementation Research (CFIR) -viitekehystä ja Proctorin viitekehystä tutkimus tarkastelee keskeisiä todellisen maailman indikaattoreita kuten hyväksyttävyyttä, omaksumista, uskollisuutta, toteutettavuutta, tunkeutumista ja kestävyyttä. Tietoja kerätään henkilökunnan kyselyiden, hallinnollisten tietueiden, rakenteellisten haastattelujen, sovelluksen käyttötietojen ja terveydenhuollon ammattilaisten sekä potilaiden fokusryhmien kautta. Laadullista dataa analysoidaan sisältöanalyysillä ja refleksiivisellä temaattisella analyysillä tunnistaakseen toteutuksen helpottajia ja esteitä.

Tutkimuksella on riittävä teho havaita 15 %:n ero alaraajojen voiman säilymisessä interventio- ja kontrolliryhmien välillä. Analyysi sisältää toistettujen mittausten ANOVA:n, regressiomallinnuksen ja alaryhmäanalyysin tutkiakseen perustason liikkuvuustilan tai kognitiivisen suorituskyvyn vaikutusta. Kaikkia tietoja valvoidaan laadun ja täydellisyyden suhteen, ja kaikki vakavat haittatapahtumat raportoidaan asianomaisille viranomaisille noudattaen EU:n lääkinnällisten laitteiden asetuksen sovellettavia turvallisuusohjeita.

Kokeen päättymisen jälkeen tutkimusryhmä valmistelee toteutuspaketin, mukaan lukien sähköisen oppimisen koulutusmoduulin kliiniselle henkilökunnalle, Grol & Wensing -perusteisen toteutusohjeen ja liiketoimintatapauksen laajempaan omaksumiseen. Tuloksia levitetään akateemisten julkaisujen, kliinikkotyöpajojen, sairaalaesitysten ja potilastiedotuskampanjoiden kautta.

Yhteenvetona tämä koe arvioi GHOSTLY+:tä, uutta kuntoutusjärjestelmää, joka yhdistää verenvirtausrajoituksen ja EMG-ohjatun pelillistetyn voimaharjoittelun sairaalassa oleville ikääntyneille aikuisille. Se on suunniteltu säilyttämään lihasvoimaa, vähentämään fyysistä heikkenemistä vuodelevon aikana ja parantamaan terapian noudattamista käyttämällä interaktiivista digitaalista teknologiaa. Upottamalla toteutustiede rakenteeseensa tutkimus pyrkii paitsi todistamaan GHOSTLY+:n tehokkuuden myös tukemaan sen kestävää integrointia rutiininomaiseen sairaalahoitoon.