Presisjonsrehabilitering: Mekanismer og effektivitet av vibrasjoner i treningstrening for degenerativ kneartrose

Kneartrose (OA) er en vanlig degenerativ sykdom i eldre populasjoner. Kroniske smerter, quadriceps-svakhet, begrensede daglige aktiviteter, manglende mobilitet og balanse- og gangdysfunksjon er de vanligste symptomene. Det overordnede målet med denne studien er å bruke kunstig intelligens (AI) basert på konseptet presisjonsrehabilitering for å designe en bærbar multifunksjonell vibrasjonsknestøtte som er best egnet for å forbedre degenerativ kne-OA i funksjonell ytelse og smertelindring. Etterforskerne antar at denne AI-baserte presisjonsrehabiliteringsanordningen vil forbedre den funksjonelle ytelsen og smertelindringen til eldre pasienter med degenerativ kne-OA sammenlignet med konvensjonelle behandlinger. Det forventede resultatet av denne foreslåtte studien vil være bevis på gjennomførbarheten og effekten av treningstrening kombinert med vibrasjonsintervensjon ved bruk av en AI-knestøtte hos pasienter med kne-OA. Denne fireårige studien vil oppnå følgende tre spesifikke mål:

Mål 1: Å identifisere den optimale modusen for vibrasjonsintervensjon under funksjonelle bevegelser hos pasienter med kne-OA.

Pasienter med kne-OA vil bli rekruttert og får 3 vibrasjonstilstander ved lårmuskulaturen med lav frekvens eller høy frekvens under funksjonelle bevegelser. Denne tverrsnitts, enkeltblinde, randomiserte studien vil gi referanseverdier basert på resultatene av hemodynamikk i hjernen og de lokale musklene, samt muskelstyrketester for å bestemme den beste vibrasjonsintervensjonsmodusen for pasienter med kne-OA. Etterforskerne vil rekruttere 60 pasienter med kne-OA og vurdere endringer i hemodynamikk, propriosepsjon, funksjonell ytelse og muskelstyrkeprestasjon før og etter vibrasjon. Den optimaliserte vibrasjonsintervensjonsmodusen i denne studien vil bidra til referansegrunnlaget for vibrasjonsintervensjon hos pasienter med kne-OA, samt implementeringsbeslutninger av mål 2 og 3 i denne studien.

Mål 2: Å utvikle en AI knestøtte som kan brukes som et klinisk evalueringsverktøy og implementere vibrasjonsintervensjon til rett tid.

Etterforskerne vil utvikle en AI knestøtte som kan samle inn bevegelsesdata, som kinematikk, kinetikk og muskelaktiviteter, som input. Deretter sender den ut beregnede data som funksjonell oppgavegjenkjenning og felles styrkeestimering. Ved å bruke AI-algoritmer vil etterforskerne analysere de biomekaniske dataene samlet inn av sensorene innebygd i knestøtten og justere vibrasjonsfrekvensen, intensiteten og varigheten for å optimalisere de terapeutiske effektene. Denne studien vil rekruttere 10 pasienter med kne-OA og 10 alderssvarende friske eldre deltakere. AI-knestøtten vil bli validert for sin evalueringsfunksjon og terapeutiske effekter.

Mål 3: Å bestemme effekten av treningstrening kombinert med vibrasjonsintervensjon ved bruk av AI knestøtte hos pasienter med OA.

Etterforskerne brukte forseglet brev for å gjennomføre en randomisert kontrollforsøk (RCT), ved å bruke den utviklede AI-knestøtten i forbindelse med treningstrening for å forbedre funksjonell ytelse og lindre smerte hos pasienter med kne-OA. Denne treningstreningen kan integrere knebevegelsesassistanse i sanntid og tilbakemelding på muskelaktivitet, som vil hjelpe pasienter med å kontrollere kneet mens de trener for å unngå idrettsskader. De 60 kne-OA-pasientene vil bli tilfeldig fordelt i to grupper. Eksperimentgruppen vil motta en kombinert AI knestøtte og treningsintervensjon i 8 uker, mens kontrollgruppen vil få standard treningstrening alene. Hemodynamiske og biomekaniske analyser vil bestemme utfallet på fire tidspunkter (dvs. før-trening, etter-trening, 3 måneder etter trening og 1 år etter trening).