Riabilitazione di precisione: meccanismi ed efficacia delle vibrazioni nell'allenamento fisico per l'osteoartrosi degenerativa del ginocchio

L’artrosi del ginocchio (OA) è una malattia degenerativa comune nelle popolazioni anziane. I sintomi più comuni sono dolore cronico, debolezza del quadricipite, attività quotidiane limitate, mancanza di mobilità, disfunzione dell’equilibrio e della deambulazione. Lo scopo generale di questo studio è quello di utilizzare l'intelligenza artificiale (AI) basata sui concetti di riabilitazione di precisione per progettare una ginocchiera vibrante multifunzionale indossabile che sia più adatta per migliorare l'OA degenerativa del ginocchio nelle prestazioni funzionali e nel sollievo dal dolore. I ricercatori ipotizzano che questo dispositivo di riabilitazione di precisione basato sull’intelligenza artificiale migliorerà le prestazioni funzionali e il sollievo dal dolore dei pazienti anziani con OA degenerativa del ginocchio rispetto ai trattamenti convenzionali. Il risultato atteso di questo studio proposto sarà la prova della fattibilità e dell’efficacia dell’allenamento fisico combinato con l’intervento con vibrazioni utilizzando un tutore per ginocchio AI in pazienti con OA del ginocchio. Questo studio quadriennale raggiungerà i seguenti tre obiettivi specifici:

Obiettivo 1: identificare la modalità ottimale di intervento delle vibrazioni durante i movimenti funzionali in pazienti con OA del ginocchio.

I pazienti con OA del ginocchio verranno reclutati e riceveranno 3 condizioni di vibrazione sui muscoli della coscia con bassa frequenza o alta frequenza durante i movimenti funzionali. Questo studio trasversale, in cieco e randomizzato fornirà valori di riferimento basati sui risultati dell'emodinamica nel cervello e nei muscoli locali, nonché test di forza muscolare per determinare la migliore modalità di intervento vibrazionale per i pazienti con OA del ginocchio. I ricercatori recluteranno 60 pazienti con OA del ginocchio e valuteranno i cambiamenti nell'emodinamica, nella propriocezione, nelle prestazioni funzionali e nelle prestazioni della forza muscolare prima e dopo la vibrazione. La modalità di intervento con vibrazioni ottimizzata di questo studio contribuirà a costituire la base di riferimento per l'intervento con vibrazioni nei pazienti con OA del ginocchio, nonché al processo decisionale sull'implementazione degli obiettivi 2 e 3 di questo studio.

Obiettivo 2: sviluppare una ginocchiera AI che possa essere utilizzata come strumento di valutazione clinica e implementare l'intervento tramite vibrazione al momento giusto.

I ricercatori svilupperanno una ginocchiera AI in grado di raccogliere dati di movimento, come cinematica, cinetica e attività muscolare, come input. Quindi, restituisce dati calcolati come il riconoscimento dei compiti funzionali e la stima della forza congiunta. Utilizzando algoritmi di intelligenza artificiale, i ricercatori analizzeranno i dati biomeccanici raccolti dai sensori incorporati nella ginocchiera e regoleranno la frequenza, l’intensità e la durata delle vibrazioni per ottimizzare gli effetti terapeutici. Questo studio recluterà 10 pazienti con OA del ginocchio e 10 partecipanti anziani sani di pari età. La ginocchiera AI sarà convalidata per la sua funzione di valutazione e gli effetti terapeutici.

Obiettivo 3: determinare gli effetti dell'allenamento fisico combinato con l'intervento con vibrazioni utilizzando la ginocchiera AI in pazienti con OA del ginocchio.

I ricercatori hanno utilizzato la lettera sigillata per condurre uno studio di controllo randomizzato (RCT), utilizzando la ginocchiera AI sviluppata insieme all'allenamento fisico per migliorare le prestazioni funzionali e alleviare il dolore nei pazienti con OA del ginocchio. Questo allenamento può integrare l'assistenza al movimento del ginocchio in tempo reale e il feedback sull'attività muscolare, che aiuterà i pazienti a controllare il ginocchio durante l'esercizio per evitare infortuni sportivi. I 60 pazienti con OA del ginocchio verranno assegnati in modo casuale in due gruppi. Il gruppo sperimentale riceverà una ginocchiera AI combinata e un intervento di allenamento fisico per 8 settimane, mentre il gruppo di controllo riceverà solo allenamento fisico standard. Le analisi emodinamiche e biomeccaniche determineranno il risultato in quattro momenti (vale a dire, pre-allenamento, post-allenamento, 3 mesi dopo l'allenamento e 1 anno dopo l'allenamento).