Сенсомоторная обратная связь в режиме реального времени для предотвращения травм, оцененная в виртуальной реальности
11 сентября 2024 г. обновлено: Greg Myer, Emory University
Травматические, изнурительные повреждения передней крестообразной связки (ПКС) встречаются в 2-10 раз чаще у спортсменов-женщин, чем у спортсменов-мужчин.
Следовательно, существует большая популяция женщин, которые испытывают сильную боль, функциональные ограничения и рентгенологические признаки остеоартрита коленного сустава (ОА) в течение 12–20 лет после травмы.
Чтобы уменьшить бремя ОА, Национальная программа общественного здравоохранения по остеоартриту рекомендует расширять и совершенствовать доказательную профилактику повреждения передней крестообразной связки.
Специализированные тренировки, нацеленные на модифицируемые факторы риска, демонстрируют статистическую эффективность у спортсменов с высоким риском; однако клинически значимого снижения риска достигнуто не было.
Важным барьером, который ограничивает успешные результаты тренировок, является требование квалифицированных инструкторов предоставлять юным спортсменам персонализированную, интуитивно понятную и доступную обратную связь.
Таким образом, ключевой пробел в знаниях заключается в том, как эффективно обеспечить объективную и эффективную обратную связь во время тренировок по предотвращению травм.
Долгосрочной целью исследователей является снижение травм передней крестообразной связки и последующих осложнений у молодых спортсменок.
Общая цель этого предложения состоит в том, чтобы внедрить и протестировать инновационные методы расширенной нейромышечной тренировки (aNMT) для улучшения сенсомоторного обучения и снижения биомеханических факторов риска повреждения передней крестообразной связки.
Обоснование, лежащее в основе этого предложения, заключается в том, что после завершения исследователи будут оснащены для более эффективной биологической обратной связи и замедления тенденции к увеличению частоты травм передней крестообразной связки у спортсменок.
Этот вклад будет иметь большое значение для уменьшения отдаленных осложнений после травмы передней крестообразной связки у молодых женщин.
Обзор исследования
Статус
Завершенный
Подробное описание
Расширенная нервно-мышечная тренировка (aNMT) объединяет биомеханический скрининг с современными гарнитурами дополненной реальности для отображения обратной связи в реальном времени, которая отображает сложные биомеханические переменные в простые визуальные стимулы обратной связи, которые спортсмены «контролируют» посредством своих собственных движений.
Основная гипотеза заключается в том, что биологическая обратная связь с помощью NMT улучшит совместную механику в научно обоснованных измерениях, собранных в реалистичных сценариях виртуальной реальности для конкретных видов спорта.
В частности, целью этого исследования является определение эффективности биологической обратной связи aNMT для улучшения механики приземления с высоким риском как в лабораторных условиях, так и во время конкретных спортивных сценариев.
Основываясь на предварительных данных исследователей, исследователи предполагают, что биологическая обратная связь aNMT приведет к большим улучшениям в локальной механике суставов по сравнению с нервно-мышечной тренировкой, которая включает фиктивную обратную связь во время задачи вертикального прыжка (DVJ).
Во второй цели исследователи предполагают, что NMT будет обеспечивать улучшенную локальную механику суставов и методы глобального риска травм во время конкретных спортивных маневров, оцениваемых в иммерсивных виртуальных средах по сравнению с фиктивной обратной связью.
Ожидаемые результаты будут способствовать повышению эффективности и эффективности обратной связи для персонализированных и целенаправленных тренировок по предотвращению травм.
Позитивным эффектом будет улучшение механики риска травм и возможность снизить травматизм на игровом поле.
Рандомизированный дизайн с повторными измерениями будет использоваться для проверки двух гипотез для Цели 1: во-первых, что аНМТ приведет к большим улучшениям в локализованной механике суставов по сравнению с группой с фиктивной обратной связью во время задачи DVJ; во-вторых, на основе предварительных данных исследователи ожидают, что инновационный аНМТ приведет к постепенному улучшению суставов и снижению общей механики риска травм, что превысит общее снижение биомеханики высокого риска, переданное задачей, после 12 тренировок с биологической обратной связью в реальном времени.
Ранее описанные методы будут использоваться для измерения биомеханических факторов риска во время выполнения задачи DVJ в начале и в конце 6-недельного предсоревновательного тренировочного периода.
Спортсмены будут рандомизированы в одну из двух групп: 1) биологическая обратная связь с NMT или (2) имитация (очки дополненной реальности со стимулом, который обеспечит подсчет повторений упражнений).
Каждый спортсмен, а также статистики не будут знать об этом вмешательстве.
Все спортсмены пройдут 12 тренировочных занятий в течение 6-недельного периода в течение предсоревновательного сезона, и каждая из групп будет иметь продольную оценку показателей биомеханических результатов, полученных на каждом сеансе биологической обратной связи.
Все участники пройдут тестирование перед тренировкой, 6 недель вмешательства, тестирование после тренировки и тестирование после сезона.
Тип исследования
Интервенционный
Регистрация (Действительный)
420
Фаза
- Непригодный
Контакты и местонахождение
В этом разделе приведены контактные данные лиц, проводящих исследование, и информация о том, где проводится это исследование.
Места учебы
-
-
Georgia
-
Flowery Branch, Georgia, Соединенные Штаты, 30542
- Emory Healthcare Sports Performance And Research Center (SPARC)
-
-
Ohio
-
Cincinnati, Ohio, Соединенные Штаты, 45229
- Cincinnati Childrens Hospital Medical Center
-
-
Критерии участия
Исследователи ищут людей, которые соответствуют определенному описанию, называемому критериям приемлемости. Некоторыми примерами этих критериев являются общее состояние здоровья человека или предшествующее лечение.
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
От 12 лет до 18 лет (Ребенок, Взрослый)
Принимает здоровых добровольцев
Да
Описание
Критерии включения:
- намерены участвовать в организованной соревновательной спортивной команде (волейбол, футбол или баскетбол)
- быть физически способным заниматься своим видом спорта и пройти процедуры тестирования во время зачисления в учебу
Критерий исключения:
- никто
Учебный план
В этом разделе представлена подробная информация о плане исследования, в том числе о том, как планируется исследование и что оно измеряет.
Как устроено исследование?
Детали дизайна
- Основная цель: Профилактика
- Распределение: Рандомизированный
- Интервенционная модель: Параллельное назначение
- Маскировка: Двойной
Оружие и интервенции
Группа участников / Армия |
Вмешательство/лечение |
|---|---|
|
Экспериментальный: АНМТ Биологическая обратная связь
Участники были рандомизированы для прохождения нейромышечной тренировки, включающей тренировку с биологической обратной связью.
|
aNMT использует хорошо зарекомендовавшие себя стратегии визуальной обратной связи, чтобы способствовать эффективному, быстрому и надежному обучению сложным движениям.
Спортсмены могут узнать, как двигаться, чтобы создать желаемую обратную связь, даже без явного сознательного знания того, как их движения соотносятся с визуальным паттерном.
Биологическая обратная связь aNMT создается путем расчета кинематических и кинетических данных в режиме реального времени на основе собственных движений спортсмена.
Эти значения определяют преобразования в реальном времени формы стимула, которую спортсмен видит через очки дополненной реальности (AR) во время выполнения движения.
Задача спортсмена состоит в том, чтобы двигаться так, чтобы создать («анимировать») определенную форму стимула, которая соответствует желаемым значениям биомеханических параметров, на которые нацелено вмешательство.
Участники пройдут 12-сессионную предсезонную программу подготовки в течение 6 недель.
|
|
Фальшивый компаратор: Ложная биологическая обратная связь
Участники были рандомизированы для проведения нейромышечной тренировки с фиктивной тренировкой с обратной связью.
|
Имитация биологической обратной связи обеспечивает феноменологический опыт, сходный с биологической обратной связью НМТ для спортсменов — обе группы испытывают форму, которая меняется в зависимости от их движений, — но фиктивная биологическая обратная связь не предоставляет полезной информации для изменения параметров движения во время критических фаз движения.
Участники пройдут 12-сессионную предсезонную программу подготовки в течение 6 недель.
|
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Изменение бокового сгибания туловища
Временное ограничение: Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
Боковое сгибание туловища во время задачи вертикального падения будет сравниваться между исследуемыми руками.
Оптимальное боковое сгибание туловища 0°.
|
Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
|
Изменение соотношения моментов в сагиттальной плоскости колена и бедра
Временное ограничение: Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
Соотношение моментов в сагиттальной плоскости колена и бедра во время задачи вертикального падения будет сравниваться между исследуемыми руками.
Оптимальное отношение сагиттальной плоскости колена к тазобедренному суставу < 1.
|
Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
|
Изменение момента отведения колена
Временное ограничение: Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
Момент отведения колена во время задачи вертикального падения будет сравниваться между исследуемыми руками.
Оптимальный момент отведения колена составляет ≤ 0 ньютон-метров (Нм).
|
Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
|
Изменение положения стопы
Временное ограничение: Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
Положение стопы во время вертикального падения будет сравниваться между исследуемыми группами.
Оптимальное положение стопы составляет соотношение 1:1 к ширине бедра.
|
Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
|
Изменение коэффициента вертикальной силы реакции земли (VGRF)
Временное ограничение: Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
VGRF во время задачи вертикального падения будет сравниваться между исследуемыми группами.
Оптимальное соотношение VGRF составляет 1:1 между конечностями.
|
Исходный уровень (тестирование перед тренировкой), неделя 6 (тестирование после тренировки)
|
Вторичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Изменение бокового сгибания туловища после тренировки
Временное ограничение: 6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
Сохранение эффекта вмешательства оценивается с помощью бокового сгибания туловища во время задачи вертикального падения, которая будет сравниваться между исследуемыми группами.
Оптимальное боковое сгибание туловища составляет 0° по сравнению с имитацией обратной связи.
Ожидаемые результаты будут способствовать повышению эффективности и эффективности обратной связи для персонализированных и целенаправленных тренировок по предотвращению травм.
|
6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
|
Изменение соотношения моментов колена и бедра в сагиттальной плоскости после тренировки
Временное ограничение: 6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
Сохранение эффекта вмешательства оценивается соотношением моментов в сагиттальной плоскости колена и бедра во время задачи вертикального падения, которое будет сравниваться между исследуемыми группами.
Оптимальное отношение сагиттальной плоскости колена к тазобедренному суставу < 1.
|
6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
|
Изменение момента отведения колена после тренировки
Временное ограничение: 6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
Сохранение эффекта вмешательства оценивается по моменту отведения колена во время задачи вертикального падения, которая будет сравниваться между исследуемыми группами.
Оптимальный момент отведения колена составляет ≤ 0 ньютон-метров (Нм).
|
6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
|
Изменение положения стопы после тренировки
Временное ограничение: 6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
Сохранение эффектов вмешательства оценивается по постановке стопы во время задачи вертикального падения, которая будет сравниваться между исследуемыми группами.
Оптимальное положение стопы составляет соотношение 1:1 к ширине бедра.
|
6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
|
Изменение отношения вертикальной силы реакции земли (VGRF) после тренировки
Временное ограничение: 6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
Сохранение эффектов вмешательства оценивается с помощью VGRF во время задачи вертикального падения, которая будет сравниваться между исследуемыми группами.
Оптимальное соотношение VGRF составляет 1:1 между конечностями.
|
6-я неделя (послетренировочное тестирование), до 11-го месяца (послесезонное тестирование)
|
Соавторы и исследователи
Здесь вы найдете людей и организации, участвующие в этом исследовании.
Спонсор
Следователи
- Главный следователь: Gregory D Myer, PhD, Emory University
Даты записи исследования
Эти даты отслеживают ход отправки отчетов об исследованиях и сводных результатов на сайт ClinicalTrials.gov. Записи исследований и сообщаемые результаты проверяются Национальной медицинской библиотекой (NLM), чтобы убедиться, что они соответствуют определенным стандартам контроля качества, прежде чем публиковать их на общедоступном веб-сайте.
Изучение основных дат
Начало исследования (Действительный)
1 декабря 2016 г.
Первичное завершение (Действительный)
9 мая 2022 г.
Завершение исследования (Действительный)
30 мая 2022 г.
Даты регистрации исследования
Первый отправленный
7 марта 2016 г.
Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества
11 октября 2016 г.
Первый опубликованный (Оцененный)
14 октября 2016 г.
Обновления учебных записей
Последнее опубликованное обновление (Действительный)
19 сентября 2024 г.
Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества
11 сентября 2024 г.
Последняя проверка
1 сентября 2024 г.
Дополнительная информация
Термины, связанные с этим исследованием
Дополнительные соответствующие термины MeSH
Другие идентификационные номера исследования
- STUDY00001770
- 2014-2946 (Другой номер гранта/финансирования: Cincinnati Children's Hospital Medical Center)
- 5U01AR067997 (Грант/контракт NIH США)
Планирование данных отдельных участников (IPD)
Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?
НЕТ
Описание плана IPD
Хотя результаты исследования будут опубликованы, данные отдельных субъектов не будут переданы другим исследователям.
Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы
Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.
Нет
Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
Нет
Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .