Sistema de Reabilitação Remota Acessível para Monitorização Biomecânica em Tempo Real
Desenvolvimento e Validação Clínica de um Sistema de Câmara Baseado em IA para Monitorização Biomecânica em Tempo Real na Reabilitação do Membro Superior
Este estudo avalia um sistema inovador baseado em câmara concebido para apoiar a reabilitação remota, medindo a biomecânica da mão e do membro superior em tempo real. Muitos doentes em recuperação de condições musculoesqueléticas ou neurológicas necessitam de monitorização frequente durante a reabilitação, mas as consultas regulares na clínica podem ser difíceis devido à distância, custo ou acesso limitado a cuidados especializados. As abordagens atuais de telemedicina baseiam-se normalmente em avaliações qualitativas ou feedback auto-reportado em vez de medições biomecânicas objetivas.
O objetivo deste estudo é determinar se um sistema baseado em visão computacional pode estimar com precisão parâmetros biomecânicos, como ângulos articulares, amplitude de movimento, força muscular e torque articular, utilizando apenas uma câmara padrão. O sistema analisa o movimento da mão utilizando inteligência artificial e modelação biomecânica para fornecer medições em tempo real durante os exercícios de reabilitação.
Os participantes realizarão tarefas guiadas de movimento da mão enquanto o sistema grava vídeo e extrai pontos de referência anatómicos. Estes dados serão utilizados para calcular parâmetros biomecânicos e avaliar se o sistema pode monitorizar de forma fiável o progresso da reabilitação à distância. Os resultados ajudarão a determinar se esta tecnologia pode fornecer aos clínicos dados objetivos e contínuos para apoiar a reabilitação personalizada e melhorar os resultados dos doentes.
Visão geral do estudo
Status
Descrição detalhada
Este estudo visa desenvolver e validar uma plataforma de tele-reabilitação baseada em câmara capaz de estimar parâmetros biomecânicos da mão humana e do membro superior em tempo real. As condições musculoesqueléticas e neurológicas requerem frequentemente monitorização contínua durante a reabilitação, mas muitos doentes - particularmente os que residem em zonas rurais ou desfavorecidas - têm acesso limitado a sessões de terapia presenciais frequentes. Os sistemas de telemedicina existentes dependem principalmente de relatos subjectivos ou de consultas de vídeo periódicas e frequentemente carecem de medições biomecânicas quantitativas necessárias para uma monitorização precisa da recuperação.
O objectivo desta investigação é avaliar se a visão por computador e a modelação biomecânica podem fornecer medições quantitativas precisas do movimento e da força das articulações utilizando uma única câmara. A hipótese central é que os algoritmos de inteligência artificial podem detectar pontos de referência anatómicos da mão a partir de dados de vídeo e combiná-los com técnicas de modelação mecânica para estimar ângulos articulares, torques e forças musculares em tempo real. O rastreio biomecânico contínuo pode permitir aos clínicos monitorizar melhor o progresso da reabilitação e fazer ajustes oportunos aos protocolos de terapia.
Os participantes realizarão exercícios padronizados de movimento da mão enquanto os dados de vídeo são capturados utilizando uma câmara de consumo, como uma câmara de smartphone ou de portátil. Os algoritmos de visão por computador identificarão os pontos de referência da mão e calcularão a cinemática das articulações. Estas medições serão então integradas com a modelação de dinâmica inversa para estimar parâmetros biomecânicos, incluindo o torque articular, a amplitude de movimento e a geração de força.
O estudo avaliará a fiabilidade e a validade do sistema proposto, comparando as medições biomecânicas calculadas com modelos biomecânicos estabelecidos e conjuntos de dados de referência. Os resultados principais incluem a precisão da detecção de pontos de referência, a fiabilidade da estimativa de parâmetros biomecânicos e a viabilidade da monitorização remota durante os exercícios de reabilitação.
A conclusão bem-sucedida deste estudo demonstrará a viabilidade de uma plataforma de tele-reabilitação de baixo custo e acessível, capaz de fornecer feedback biomecânico objectivo a clínicos e doentes. Esta abordagem tem o potencial de melhorar o acesso aos serviços de reabilitação, aumentar o envolvimento dos doentes e apoiar a tomada de decisões clínicas baseada em dados em contextos de saúde remotos.
Tipo de estudo
Inscrição (Estimado)
Estágio
- Não aplicável
Contactos e Locais
Contato de estudo
- Nome: Soroush Korivand, PhD
- Número de telefone: 662-325-9154
- E-mail: skorivand@me.msstate.edu
Locais de estudo
-
-
Mississippi
-
Jackson, Mississippi, Estados Unidos, 39216
- University of Mississippi Medical Center
-
Contato:
- Marc Walker, MD
- E-mail: mwalker6@umc.edu
-
Starkville, Mississippi, Estados Unidos, 39759
- Mississippi State University
-
Contato:
- Soroush Korivand, PhD
- Número de telefone: 662-325-9154
- E-mail: skorivand@me.msstate.edu
-
Investigador principal:
- Soroush Korivand, PhD
-
-
Critérios de participação
Critérios de elegibilidade
Idades elegíveis para estudo
- Adulto
- Adulto mais velho
Aceita Voluntários Saudáveis
Descrição
Critérios de Inclusão:
- Adultos com 18 anos ou mais.
- Indivíduos em reabilitação ou recuperação de membros superiores ou mãos após lesão musculoesquelética ou neurológica ou cirurgia.
- Capacidade de realizar tarefas básicas de movimento das mãos ou membros superiores necessárias para os exercícios de reabilitação.
- Capacidade de compreender as instruções do estudo e fornecer consentimento informado.
Critérios de Exclusão:
- Comprometimento cognitivo grave que impeça a compreensão dos procedimentos do estudo.
- Condições médicas que impeçam a participação segura em exercícios de reabilitação das mãos ou membros superiores.
- Deficiência visual grave que impeça a interação com o sistema de monitorização baseado em câmara.
- Participação noutro estudo interventivo que possa afetar os resultados da reabilitação.
Plano de estudo
Como o estudo é projetado?
Detalhes do projeto
- Finalidade Principal: Tratamento
- Alocação: Randomizado
- Modelo Intervencional: Atribuição Paralela
- Mascaramento: Nenhum (rótulo aberto)
Armas e Intervenções
Grupo de Participantes / Braço |
Intervenção / Tratamento |
|---|---|
|
Experimental: Monitorização Biomecânica Baseada em Câmara (Intervenção)
Os participantes realizam exercícios padronizados de reabilitação da mão/membro superior enquanto um sistema de câmara baseado em IA estima o torque articular, a força muscular e a amplitude de movimento em tempo real.
Os clínicos podem utilizar o feedback biomecânico para orientar os ajustes de reabilitação durante o período de estudo de 6 semanas.
|
Um sistema de modelação de visão computacional e dinâmica inversa com uma única câmara que estima parâmetros biomecânicos (torque articular, força muscular e amplitude de movimento) a partir do rastreamento de pontos de referência da mão em vídeo durante exercícios de reabilitação.
|
|
Comparador Ativo: Reabilitação Telemedicina Padrão (Controlo)
Os participantes recebem reabilitação por telemedicina padrão com check-ins periódicos/semanais e orientação de cuidados habituais.
Nenhum feedback de monitorização biomecânica em tempo real baseado em câmara é fornecido.
|
Os participantes realizam exercícios de reabilitação padrão e recebem acompanhamento de telemedicina de rotina com clínicos de acordo com as práticas habituais de cuidados.
Nenhum sistema de monitorização biomecânica baseado em câmara é utilizado durante o processo de reabilitação.
|
O que o estudo está medindo?
Medidas de resultados primários
Medida de resultado |
Descrição da medida |
Prazo |
|---|---|---|
|
Precisão da Estimativa do Torque Articular Baseada em Câmaras
Prazo: Sessão de avaliação inicial
|
Precisão do sistema de câmara baseado em IA na estimativa do torque articular durante exercícios de reabilitação, comparado com medições de referência por dinamómetro.
A precisão será avaliada utilizando o erro percentual absoluto médio (MAPE) entre os valores de torque estimados e as leituras de referência do dinamómetro.
|
Sessão de avaliação inicial
|
|
Correlação Entre Medidas Biomecânicas Baseadas em Câmara e Clínicas
Prazo: Sessão de avaliação inicial
|
Concordância entre os parâmetros biomecânicos estimados pelo sistema baseado em câmara e as medições clínicas de referência.
Os coeficientes de correlação de Pearson e a análise de Bland-Altman serão utilizados para avaliar a concordância entre o torque articular estimado e as medições padrão-ouro.
|
Sessão de avaliação inicial
|
Medidas de resultados secundários
Medida de resultado |
Descrição da medida |
Prazo |
|---|---|---|
|
Melhoria da Força de Preensão
Prazo: Baseline, 3 semanas e 6 semanas
|
Alteração na força de preensão manual medida usando um dinamómetro clínico durante o programa de reabilitação.
|
Baseline, 3 semanas e 6 semanas
|
|
Melhoria da Amplitude de Movimento
Prazo: Linha de base, 3 semanas e 6 semanas
|
Alteração na amplitude de movimento das articulações da mão e dos dedos medida através de goniometria clínica padrão durante o período de reabilitação.
|
Linha de base, 3 semanas e 6 semanas
|
|
Tempo de Recuperação Funcional
Prazo: Até 6 semanas
|
Tempo necessário para os participantes recuperarem pelo menos 80% da função da mão antes da lesão, com base em avaliações funcionais clínicas.
|
Até 6 semanas
|
|
Adesão do Paciente aos Exercícios de Reabilitação
Prazo: Até 6 semanas
|
Adesão dos participantes aos exercícios de reabilitação prescritos, medida pela taxa de conclusão das sessões de terapia atribuídas durante o período do estudo.
|
Até 6 semanas
|
Colaboradores e Investigadores
Patrocinador
Colaboradores
Datas de registro do estudo
Datas Principais do Estudo
Início do estudo (Estimado)
Conclusão Primária (Estimado)
Conclusão do estudo (Estimado)
Datas de inscrição no estudo
Enviado pela primeira vez
Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ
Primeira postagem (Real)
Atualizações de registro de estudo
Última Atualização Postada (Real)
Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade
Última verificação
Mais Informações
Termos relacionados a este estudo
Outros números de identificação do estudo
- MSU-UMMC-TELE-REHAB-001
- U54GM115428 (Concessão/Contrato do NIH dos EUA)
Plano para dados de participantes individuais (IPD)
Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?
Descrição do plano IPD
Os dados individuais de participantes anonimizados (IPD) deste estudo podem ser partilhados mediante pedido fundamentado após a conclusão do estudo. Os dados a partilhar incluem parâmetros biomecânicos derivados (por exemplo, torque articular, amplitude de movimento), métricas de desempenho resumidas e metadados associados necessários para interpretação.
Os dados de vídeo brutos não serão partilhados devido a potenciais preocupações de identificação. Todos os dados partilhados serão anonimizados de acordo com as políticas institucionais e os requisitos da comissão de ética (IRB).
O acesso será concedido a investigadores qualificados após aprovação de um acordo de utilização de dados e para fins consistentes com os objetivos originais do estudo.
Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo
Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA
Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA
Essas informações foram obtidas diretamente do site clinicaltrials.gov sem nenhuma alteração. Se você tiver alguma solicitação para alterar, remover ou atualizar os detalhes do seu estudo, entre em contato com register@clinicaltrials.gov. Assim que uma alteração for implementada em clinicaltrials.gov, ela também será atualizada automaticamente em nosso site .