Interfejs rehabilitacji kolana Biofeedback do terapii domowej opartej na grach dla pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego (KneeBRIGHT)

Choroba zwyrodnieniowa stawów (OA) jest główną przyczyną niepełnosprawności w Stanach Zjednoczonych. Ponieważ choroba zwyrodnieniowa stawów jest związana z osłabieniem mięśni kończyn dolnych, rehabilitacja skoncentrowana na mięśniach czworogłowych uda i innych wzmocnieniach mięśni kończyn dolnych jest dobrze ugruntowaną metodą leczenia pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego. Jednak przestrzeganie przez pacjentów rutynowych ćwiczeń jest niskie ze względu na brak wskazówek dotyczących optymalnych protokołów i słabe zaangażowanie podczas powtarzalnych czynności, które pacjenci uważają za żmudne i nudne.

Długoterminowym celem tego badania jest poprawa wyników leczenia choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego poprzez skuteczne i motywujące ćwiczenia rehabilitacyjne. System Knee Biofeedback Rehabilitation Interface do terapii domowej opartej na grach („KneeBRIGHT”) łączy biofeedback elektromiografii (EMG) z terapią gier wideo (VGT), aby zapewnić pacjentom z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego angażujące, skuteczne narzędzie do prowadzenia ćwiczeń rehabilitacyjnych w domu. KneeBRIGHT ma na celu zmotywowanie pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego do regularnych ćwiczeń wzmacniających mięśnie poprzez wciągającą terapię gier wideo opartą na EMG.

Do badania zostaną włączeni uczestnicy w wieku od 40 do 75 lat, samodzielnie poruszający się, z rozpoznaniem choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego na podstawie zdjęcia rentgenowskiego i wynikiem co najmniej 2 (z 4) w systemie klasyfikacji radiograficznej choroby zwyrodnieniowej stawów Kellgrena-Lawrence'a . Uczestnicy z zaburzeniami psychicznymi lub zaburzeniami funkcji poznawczych (np. demencja), objawowymi chorobami kręgosłupa, bioder, kostek lub stóp innymi niż choroba zwyrodnieniowa stawów, które mogłyby zakłócić ocenę kolana, zostaną wykluczeni. Uczestnicy z zaburzeniami równowagi lub układu przedsionkowego, neuropatią obwodową, chorobami skóry uniemożliwiającymi umieszczenie elektrody EMG, więźniowie, kobiety w ciąży (zgłoszenie), osoby nieanglojęzyczne, osoby niedowidzące i/lub niedosłyszące również zostaną wykluczone.

Kwalifikujący się uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do dwóch grup: (1) grupa KneeBRIGHT; (2) Standardowa grupa rehabilitacyjna. Obie grupy zostaną poddane ocenie początkowej i kontrolnej, aby zmierzyć wyniki zgłaszane przez pacjentów i siłę mięśni ud. Uczestnicy obu grup przejdą 12-tygodniowy program obejmujący 3 sesje ćwiczeń tygodniowo, które obejmują połączenie sesji osobistych i domowych

Obie grupy będą przechodziły ten sam protokół rehabilitacyjny, który rozpocznie się sesjami nadzorowanymi w klinice przez fizjoterapeutę zespołu badawczego i stopniowo będą dodawane sesje domowe. Uczestnicy grupy KneeBRIGHT wykonają ćwiczenia wzmacniające mięsień czworogłowy uda z wykorzystaniem ćwiczeń opartych na grach wideo. Urządzenia do biofeedbacku EMG i gra wideo z laptopem zostaną przekazane badanym do użytku domowego. Badani otrzymają instruktaż, jak stosować urządzenie do biofeedbacku EMG oraz korzystać z gry wideo. Działania w grze KneeBRIGHT polegają na wprowadzeniu gracza do wirtualnego świata i misji, gracz dostosowuje osobistego awatara i wykonuje serię skurczów kalibracyjnych oraz ćwiczeń praktycznych, aby zapoznać się ze sterowaniem w grze. Dzięki systemowi EMG skurcze mięśni gracza przekładają się na fizyczne ruchy awatara i sterowanie pojazdami w wirtualnym środowisku. Każde wyzwanie typu Quest ma na celu umożliwienie gry w pozycji siedzącej, leżącej, stojącej z podparciem lub wolnostojącej, w zależności od stanu fizycznego danej osoby. Interakcje użytkownika z grą obejmują ćwiczenia prostowania kolana i ruchy funkcjonalne, które zapewniają optymalne korzyści terapeutyczne.

Uczestnicy obu grup przejdą połączenie sesji w domu iw klinice. Protokół rozpocznie się od sześciu wizyt w klinice, aby zmaksymalizować znajomość procedur ćwiczeń i sprzętu. Sesje domowe zostaną dodane po 2 tygodniach rehabilitacji. Sesje będą składać się z ćwiczeń rozgrzewkowych, wzmacniających, równoważnych, precyzyjnych i delikatnych rozciągających. Ćwiczenia wzmacniające skupione będą na mięśniach czworogłowych, ścięgnistych, łydkach i pośladkach. Ćwiczenia rozciągające skupione będą na mięśniach czworogłowych uda, ścięgna podkolanowego i łydek. Postęp będzie zależny od zasad rehabilitacji i reakcji uczestników na ćwiczenie. Ilość tych ćwiczeń będzie zależała od tego, jak sprawią, że pacjent się poczuje. Program rehabilitacji pozwoli pacjentowi zwiększyć ilość ćwiczeń, które może wykonać. Ćwiczenia będą ograniczone, jeśli pacjent poczuje dyskomfort. Ogólnie rzecz biorąc, protokół będzie składał się łącznie z 36 sesji, 20 sesji w klinice i 16 sesji w domu.

Pomiary wyników przed i po interwencji zostaną porównane w celu zbadania skuteczności. Akceptacja technologii będzie również badana u pacjentów przydzielonych losowo do grupy KneeBRIGHT.

Ogólnie rzecz biorąc, KneeBRIGHT może znacznie usprawnić rehabilitację choroby zwyrodnieniowej stawów poprzez poprawę odzyskiwania funkcjonalnego poprzez ćwiczenia fizyczne konkretnych, adaptacyjnych ćwiczeń i promowanie przestrzegania zaleceń poprzez zabawne gry i informacje zwrotne na temat wyników. Wykorzystanie systemu KneeBRIGHT w teleterapii może zwiększyć dostęp do odległych/niedoinwestowanych obszarów oraz rozszerzyć zasięg istniejących placówek rehabilitacyjnych.

Analiza statystyczna Funkcja stawu kolanowego oceniana przed badaniem za pomocą złożonego wyniku KOOS zostanie porównana z wynikiem KOOS zarejestrowanym po interwencji w celu przetestowania pierwotnej hipotezy, że pacjenci wykonujący ćwiczenie KneeBRIGHT znacznie poprawią funkcję stawu kolanowego w porównaniu z grupą kontrolną. Miary wyników KOOS przed interwencją zostaną odjęte od wyników po interwencji w celu uzyskania zestawu wartości delta. Te wartości delta zostaną przeanalizowane za pomocą analizy kowariancji (ANCOVA). Jako kryterium odrzucenia zostanie wykorzystana reguła decyzyjna p≤0,05.

Wyniki kwestionariusza posłużą do sprawdzenia hipotezy, że pacjenci korzystający z systemu KneeBRIGHT wykazują wyższy poziom zaangażowania w porównaniu z osobami wykonującymi konwencjonalne ćwiczenia. Wyniki kwestionariusza zostaną zsumowane, aby uzyskać łączne wyniki. Te złożone wyniki zostaną przeanalizowane za pomocą liniowego modelu mieszanego. Jako kryterium odrzucenia hipotezy zerowej zostanie zastosowana reguła decyzyjna p≤0,05.

Dane dotyczące czasu z wizyt domowych zostaną przeanalizowane poprzez porównanie minut ćwiczeń z systemem KneeBRIGHT z minutami ćwiczeń ze standardowym schematem ćwiczeń w grupie kontrolnej, aby przetestować hipotezę, że czas trwania ćwiczeń jest dłuższy z systemem KneeBRIGHT. Średni czas użytkowania w każdym systemie zostanie przeanalizowany za pomocą sparowanego testu t-Studenta, przy czym P v ≤ 0,05 jako kryterium odrzucenia hipotezy zerowej.