Interfaccia di riabilitazione del biofeedback del ginocchio per terapia domiciliare basata sul gioco per pazienti con artrosi del ginocchio (KneeBRIGHT)

L'artrosi (OA) è la principale causa di disabilità negli Stati Uniti. Poiché l'artrosi è associata alla debolezza muscolare degli arti inferiori, la riabilitazione incentrata sul rafforzamento muscolare del quadricipite e di altri arti inferiori è un trattamento consolidato per i pazienti con artrosi del ginocchio. Tuttavia, l'aderenza del paziente alle routine di esercizio è bassa a causa della mancanza di indicazioni sui protocolli ottimali e dello scarso impegno durante le routine ripetitive che i pazienti trovano noiose e noiose.

L'obiettivo a lungo termine di questo studio è migliorare i risultati dell'artrosi del ginocchio attraverso esercizi di riabilitazione efficaci e motivanti. Il sistema Knee Biofeedback Rehabilitation Interface for Game-based Home Therapy ("KneeBRIGHT") combina il biofeedback dell'elettromiografia (EMG) con la terapia dei videogiochi (VGT) per fornire ai pazienti con OA del ginocchio uno strumento coinvolgente ed efficace per condurre esercizi di riabilitazione a casa. KneeBRIGHT mira a motivare i pazienti con osteoartrosi del ginocchio a condurre regolari esercizi di rafforzamento muscolare attraverso una coinvolgente terapia con videogiochi basata sull'EMG.

Saranno inclusi nello studio i partecipanti con età compresa tra 40 e 75 anni, con deambulazione indipendente e con diagnosi di OA del ginocchio fatta mediante radiografia e un punteggio di almeno 2 (su 4) sul sistema di classificazione radiografica Kellgren-Lawrence OA . Saranno esclusi i partecipanti con compromissione psichiatrica o cognitiva (ad es. Demenza), malattia sintomatica della colonna vertebrale, dell'anca, della caviglia o del piede diversa dall'OA che interferirebbe con la valutazione del ginocchio. Saranno esclusi anche i partecipanti con disturbi dell'equilibrio o vestibolari, neuropatia periferica, condizioni della pelle che impediscono il posizionamento degli elettrodi EMG, detenuti, donne incinte (per rapporto), persone che non parlano inglese, persone con problemi di vista e/o udito.

I partecipanti idonei saranno randomizzati in due gruppi: (1) gruppo KneeBRIGHT; (2) Gruppo di riabilitazione standard. Entrambi i gruppi saranno sottoposti a valutazione di base e di follow-up per misurare i risultati riportati dal paziente e la forza muscolare della coscia. I partecipanti di entrambi i gruppi seguiranno un programma di 12 settimane che include 3 sessioni di allenamento a settimana che include una combinazione di sessioni di persona e a casa

Entrambi i gruppi saranno sottoposti allo stesso protocollo riabilitativo che inizierà con sessioni supervisionate in clinica dal fisioterapista del team dello studio e gradualmente verranno aggiunte sessioni a domicilio. I partecipanti al gruppo KneeBRIGHT eseguiranno gli esercizi di rafforzamento del quadricipite con le attività basate sui videogiochi. Le unità di biofeedback EMG e il videogioco con laptop saranno forniti ai soggetti per uso domestico. I soggetti riceveranno istruzioni su come applicare l'unità di biofeedback EMG e l'uso del videogioco. KneeBRIGHT Game Activities consiste in un'introduzione del giocatore al mondo virtuale e alle missioni, il giocatore personalizza l'avatar personale e completa una serie di contrazioni di calibrazione ed esercizi pratici per acquisire familiarità con i controlli di gioco. Attraverso il sistema EMG, le contrazioni muscolari di un giocatore si traducono in movimenti fisici dell'avatar e controllo dei veicoli all'interno dell'ambiente virtuale. Ogni sfida di tipo missione è progettata per consentire il gioco in posizione seduta, supina, in piedi con supporto o indipendente, in base allo stato fisico di un individuo. Le interazioni dell'utente con il gioco incorporano esercizi di estensione del ginocchio e movimenti funzionali che forniscono benefici terapeutici ottimali.

I partecipanti a entrambi i gruppi saranno sottoposti a una combinazione di sessioni a casa e in clinica. Il protocollo inizierà con sei visite cliniche al fine di massimizzare la familiarità con le routine e le attrezzature degli esercizi. Le sessioni domiciliari verranno aggiunte dopo 2 settimane di riabilitazione. Le sessioni consisteranno in esercizi di riscaldamento, rafforzamento, equilibrio, precisione e stretching dolce. Gli esercizi di rafforzamento saranno focalizzati su quadricipiti, muscoli posteriori della coscia, polpacci e glutei. Gli esercizi di stretching si concentreranno su quadricipiti, muscoli posteriori della coscia e polpacci. La progressione sarà guidata dai principi della riabilitazione e dalla risposta dei partecipanti all'esercizio. La quantità di questi esercizi dipenderà da come fanno sentire il soggetto. Il programma di riabilitazione consentirà al soggetto di aumentare la quantità di esercizio che può eseguire. Gli esercizi saranno limitati se il soggetto avverte disagio. Complessivamente, il protocollo consisterà in 36 sessioni in totale, 20 in sessioni cliniche e 16 sessioni domiciliari.

Le misure dei risultati pre e post intervento saranno confrontate per esplorarne l'efficacia. L'accettazione della tecnologia sarà studiata anche nei pazienti randomizzati al gruppo KneeBRIGHT.

Nel complesso, KneeBRIGHT ha il potenziale per migliorare significativamente la riabilitazione OA migliorando il recupero funzionale attraverso la pratica fisica di esercizi specifici e adattivi e promuovendo l'aderenza attraverso giochi divertenti e feedback sulle prestazioni. L'uso del sistema KneeBRIGHT in teleterapia può aumentare l'accesso ad aree remote/sottoservite ed estendere la gamma delle strutture di riabilitazione esistenti.

Analisi statistica La funzione del ginocchio valutata dal punteggio KOOS composito prima dello studio sarà confrontata con il punteggio KOOS registrato dopo l'intervento per verificare l'ipotesi primaria che i pazienti che eseguono l'esercizio KneeBRIGHT miglioreranno significativamente la funzione del ginocchio rispetto al gruppo di controllo. Le misure dei punteggi KOOS pre-intervento verranno sottratte dai punteggi post-intervento per produrre una serie di valori delta. Questi valori delta saranno analizzati tramite Analysis of Covariance (ANCOVA). Come criterio di rifiuto verrà utilizzata una regola decisionale p≤0.05.

I risultati del questionario verranno utilizzati per verificare l'ipotesi che i pazienti che utilizzano il sistema KneeBRIGHT dimostrino livelli di coinvolgimento maggiori rispetto a quelli che conducono una routine di esercizi convenzionali. I punteggi del questionario verranno conteggiati per produrre punteggi compositi. Questi punteggi compositi saranno analizzati tramite un modello misto lineare. Una regola decisionale p≤0.05 verrà utilizzata come criterio di rifiuto dell'ipotesi nulla.

I dati temporali delle visite domiciliari saranno analizzati confrontando i minuti di esercizio con il sistema KneeBRIGHT con i minuti di esercizio con il regime di esercizio standard nel gruppo di controllo per verificare l'ipotesi che la durata dell'esercizio sia maggiore con il sistema KneeBRIGHT. Il tempo medio di utilizzo su ciascun sistema sarà analizzato tramite il t-test accoppiato di Student, con P v≤0.05 come criterio di rifiuto dell'ipotesi nulla.