Интерфейс реабилитации коленного сустава с биологической обратной связью для игровой терапии в домашних условиях для пациентов с остеоартритом коленного сустава (KneeBRIGHT)

Остеоартрит (ОА) является ведущей причиной инвалидности в Соединенных Штатах. Поскольку остеоартрит связан со слабостью мышц нижних конечностей, реабилитация, направленная на укрепление четырехглавой мышцы и других мышц нижних конечностей, является хорошо зарекомендовавшим себя методом лечения пациентов с ОА коленного сустава. Тем не менее, пациенты плохо соблюдают режим упражнений из-за отсутствия рекомендаций относительно оптимальных протоколов и плохой вовлеченности во время повторяющихся упражнений, которые пациенты находят утомительными и скучными.

Долгосрочной целью этого исследования является улучшение исходов остеоартроза коленного сустава с помощью эффективных и мотивирующих реабилитационных упражнений. Интерфейс реабилитации коленного сустава с биологической обратной связью для игровой терапии в домашних условиях («KneeBRIGHT») сочетает в себе электромиографию (ЭМГ) с биологической обратной связью с видеоигровой терапией (VGT), чтобы предоставить пациентам с ОА коленного сустава привлекательный и эффективный инструмент для проведения реабилитационных упражнений дома. KneeBRIGHT направлен на то, чтобы мотивировать пациентов с ОА коленного сустава выполнять регулярные упражнения для укрепления мышц с помощью увлекательной видеоигровой терапии, основанной на ЭМГ.

В исследование будут включены участники в возрасте от 40 до 75 лет, с самостоятельным передвижением и диагнозом ОА коленного сустава, установленным рентгенологически, и оценкой не менее 2 (из 4) баллов по радиографической классификации ОА Келлгрена-Лоуренса. . Участники с психическими или когнитивными нарушениями (например, деменцией), симптоматическими заболеваниями позвоночника, тазобедренного сустава, голеностопного сустава или стопы, кроме ОА, которые могут помешать оценке коленного сустава, будут исключены. Участники с нарушениями равновесия или вестибулярными расстройствами, периферической невропатией, кожными заболеваниями, препятствующими размещению электродов ЭМГ, заключенные, беременные женщины (согласно отчету), не говорящие по-английски, лица с нарушениями зрения и/или слуха также будут исключены.

Приемлемые участники будут рандомизированы в две группы: (1) группа KneeBRIGHT; (2) Стандартная реабилитационная группа. Обе группы будут проходить базовую и последующую оценку для измерения результатов, о которых сообщают пациенты, и силы мышц бедра. Участники обеих групп пройдут 12-недельную программу, включающую 3 тренировки в неделю, которая включает в себя комбинацию личных и домашних занятий.

Обе группы будут проходить один и тот же реабилитационный протокол, который начнется с сеансов в клинике под наблюдением физиотерапевта исследовательской группы, и постепенно будут добавляться домашние сеансы. Участники группы KneeBRIGHT будут выполнять упражнения на укрепление четырехглавой мышцы с упражнениями на основе видеоигр. Устройства биологической обратной связи EMG и видеоигры с ноутбуком будут предоставлены субъектам для домашнего использования. Субъекты получат инструкции о том, как применять блок биологической обратной связи ЭМГ и использовать видеоигру. Игровые действия KneeBRIGHT состоят из знакомства игрока с виртуальным миром и миссиями, игрок настраивает личный аватар и выполняет серию калибровочных сокращений и практических упражнений, чтобы ознакомиться с элементами управления игрой. С помощью системы ЭМГ сокращения мышц игрока преобразуются в физические движения аватара и управление транспортными средствами в виртуальной среде. Каждое задание типа квеста предназначено для игры в сидячем, лежачем, стоячем или автономном положении в зависимости от физического состояния человека. Взаимодействие пользователя с игрой включает в себя упражнения на разгибание колена и функциональные движения, обеспечивающие оптимальную терапевтическую пользу.

Участники обеих групп будут совмещать занятия дома и в клинике. Протокол начнется с шести визитов в клинику, чтобы максимально освоить упражнения и оборудование. Домашние занятия будут добавлены через 2 недели реабилитации. Занятия будут состоять из упражнений на разогрев, укрепление, равновесие, точность и легкие упражнения на растяжку. Упражнения на укрепление будут сосредоточены на четырехглавой мышце, подколенном сухожилии, икроножных и ягодичных мышцах. Упражнения на растяжку будут сосредоточены на квадрицепсах, подколенных сухожилиях и икроножных мышцах. Прогресс будет определяться принципами реабилитации и реакцией участников на упражнение. Количество этих упражнений будет зависеть от того, как они заставляют субъекта чувствовать себя. Программа реабилитации позволит субъекту увеличить количество упражнений, которые он может выполнять. Упражнения будут ограничены, если субъект чувствует дискомфорт. Всего протокол будет состоять из 36 сеансов, 20 сеансов в клинике и 16 сеансов на дому.

Показатели результатов до и после вмешательства будут сравниваться для изучения эффективности. Принятие технологии также будет изучаться у пациентов, рандомизированных в группу KneeBRIGHT.

В целом, KneeBRIGHT может значительно улучшить реабилитацию ОА за счет улучшения функционального восстановления за счет физической практики специальных адаптивных упражнений и повышения приверженности с помощью веселых игр и отзывов о результатах. Использование системы KneeBRIGHT в телетерапии может увеличить доступ к отдаленным/недостаточно обслуживаемым районам и расширить спектр существующих реабилитационных центров.

Статистический анализ. Функция коленного сустава, оцениваемая по сводной шкале KOOS до начала исследования, будет сравниваться с оценкой KOOS, зарегистрированной после вмешательства, чтобы проверить основную гипотезу о том, что у пациентов, выполняющих упражнение KneeBRIGHT, функция коленного сустава значительно улучшится по сравнению с контрольной группой. Оценки KOOS до вмешательства будут вычтены из оценок после вмешательства, чтобы получить набор значений дельты. Эти значения дельты будут проанализированы с помощью анализа ковариации (ANCOVA). Правило принятия решения p≤0,05 будет использоваться в качестве критерия отбраковки.

Результаты опроса будут использованы для проверки гипотезы о том, что пациенты, использующие систему KneeBRIGHT, демонстрируют повышенный уровень вовлеченности по сравнению с теми, кто выполняет обычные упражнения. Баллы анкеты будут подсчитаны для получения сводных баллов. Эти составные баллы будут проанализированы с помощью линейной смешанной модели. Правило принятия решения p≤0,05 будет использоваться в качестве критерия отклонения нулевой гипотезы.

Данные о времени посещения на дому будут проанализированы путем сравнения минут упражнений с системой KneeBRIGHT с минутами упражнений со стандартным режимом упражнений в контрольной группе, чтобы проверить гипотезу о том, что продолжительность упражнений с системой KneeBRIGHT больше. Среднее время использования в каждой системе будет проанализировано с помощью парного t-критерия Стьюдента с P v≤0,05 в качестве критерия отклонения нулевой гипотезы.