Carico dell'articolazione del ginocchio inferiore mediante biofeedback in tempo reale Riabilitazione ambulante per pazienti con MCKOA

Convenzionalmente, il riaddestramento dell'andatura è necessariamente implementato in un ambiente di laboratorio perché la valutazione dei marcatori biomeccanici, come KAM, richiede un sofisticato sistema di cattura del movimento e piastre di forza. Con il progresso della tecnologia dei sensori indossabili, è possibile misurare la biomeccanica dell'andatura e fornire un biofeedback in tempo reale per il riaddestramento dell'andatura utilizzando l'unità di misura inerziale (IMU), che è un dispositivo wireless leggero e portatile. In un progetto finanziato dal governo in corso, i ricercatori hanno sviluppato calzature integrate IMU che misurano il KAM durante la camminata in piano. I ricercatori hanno confrontato la regressione LASSO (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) e Random Forest nella previsione di KAM dalle registrazioni IMU. I ricercatori hanno scoperto che Random Forest potrebbe fornire una precisione di previsione KAM molto più elevata rispetto alla regressione LASSO. L'accordo tra la misurazione convenzionale basata su laboratorio e basata su sensori di KAM era di circa il 90%. Sulla base del precedente lavoro di ricerca dei ricercatori, è significativo estendere la nuova tecnologia sviluppata per la misurazione KAM durante la salita e la discesa delle scale senza l'uso di apparecchiature di laboratorio. Con i sensori indossabili collegati agli smartphone, la riqualificazione dell'andatura al di fuori dell'ambiente di laboratorio diventerà fattibile, ma gli effetti della riqualificazione dell'andatura utilizzando sensori indossabili non sono stati verificati direttamente.

Date queste considerazioni, questo progetto ha due obiettivi primari. Gli investigatori: (1) stabiliranno prima un algoritmo di apprendimento automatico per prevedere KAM utilizzando i sensori IMU durante la salita e la discesa delle scale; e quindi (2) condurre uno studio controllato randomizzato a tre bracci per confrontare la differenza biomeccanica e clinica tra i pazienti che ricevono un corso di riaddestramento convenzionale delle scale basato sul laboratorio, riaddestramento delle scale basato sui sensori e controllo dell'esercizio di deambulazione (ovvero, esercizio di deambulazione senza andatura riqualificazione).

Ipotesi primaria

Ipotesi 1: le IMU indossabili prevedono con precisione il KAM durante la negoziazione delle scale utilizzando l'algoritmo di apprendimento automatico, con una concordanza di misurazione di almeno l'80% con il calcolo convenzionale del KAM.

Ipotesi 2: i pazienti randomizzati alle condizioni di riaddestramento delle scale basate sul laboratorio e sui sensori evidenzierebbero una riduzione simile (cioè differenze deboli e non significative) del KAM (outcome primario) e un miglioramento dei sintomi (outcome secondari), ma che questi i soggetti evidenzierebbero maggiori riduzioni nel KAM rispetto ai soggetti assegnati alla condizione di controllo dell'esercizio di deambulazione.