Точная реабилитация: механизмы и эффективность вибрации при тренировках при дегенеративном остеоартрите коленного сустава

Остеоартрит коленного сустава (ОА) является распространенным дегенеративным заболеванием среди пожилых людей. Наиболее распространенными симптомами являются хроническая боль, слабость четырехглавых мышц, ограничение повседневной активности, отсутствие подвижности, нарушение равновесия и ходьбы. Общая цель этого исследования — использовать искусственный интеллект (ИИ), основанный на концепциях точной реабилитации, для разработки носимого многофункционального вибрационного коленного бандажа, который лучше всего подходит для улучшения функциональных характеристик дегенеративного ОА коленного сустава и облегчения боли. Исследователи предполагают, что это прецизионное реабилитационное устройство на основе искусственного интеллекта улучшит функциональные характеристики и облегчит боль у пожилых пациентов с дегенеративным ОА коленного сустава по сравнению с традиционными методами лечения. Ожидаемый результат предлагаемого исследования станет доказательством осуществимости и эффективности физических упражнений в сочетании с вибрационным вмешательством с использованием коленного бандажа AI у пациентов с ОА коленного сустава. Это четырехлетнее исследование позволит достичь следующих трех конкретных целей:

Цель 1. Определить оптимальный режим вибрационного вмешательства при функциональных движениях у пациентов с ОА коленного сустава.

Пациенты с ОА коленного сустава будут набраны и получат 3 состояния вибрации в мышцах бедра с низкой или высокой частотой во время функциональных движений. Это перекрестное, простое слепое, рандомизированное исследование предоставит эталонные значения, основанные на результатах гемодинамики в мозге и местных мышцах, а также тестах на мышечную силу, чтобы определить лучший режим вибрационного вмешательства для пациентов с ОА коленного сустава. Исследователи наберут 60 пациентов с ОА коленного сустава и оценят изменения в гемодинамике, проприоцепции, функциональных характеристиках и мышечной силе до и после вибрации. Оптимизированный режим вибрационного вмешательства в этом исследовании будет способствовать созданию эталонной основы вибрационного вмешательства у пациентов с ОА коленного сустава, а также принятию решений по реализации целей 2 и 3 этого исследования.

Цель 2: разработать коленный бандаж с искусственным интеллектом, который можно будет использовать в качестве инструмента клинической оценки и в нужный момент внедрить вибрационное вмешательство.

Исследователи разработают коленный бандаж с искусственным интеллектом, который сможет собирать данные о движениях, такие как кинематика, кинетика и мышечная активность, в качестве входных данных. Затем он выводит вычислительные данные, такие как распознавание функциональных задач и оценка совместной силы. Используя алгоритмы искусственного интеллекта, исследователи проанализируют биомеханические данные, собранные датчиками, встроенными в коленный бандаж, и отрегулируют частоту, интенсивность и продолжительность вибрации для оптимизации терапевтического эффекта. В это исследование примут участие 10 пациентов с ОА коленного сустава и 10 здоровых пожилых участников соответствующего возраста. Коленный бандаж AI будет проверен на предмет его оценочной функции и терапевтического эффекта.

Цель 3: Определить эффекты физических упражнений в сочетании с вибрационным вмешательством с использованием коленного бандажа AI у пациентов с ОА коленного сустава.

Исследователи использовали запечатанное письмо для проведения рандомизированного контрольного исследования (РКИ), используя разработанный искусственный наколенник в сочетании с физическими упражнениями для улучшения функциональных характеристик и облегчения боли у пациентов с ОА коленного сустава. Эта тренировка может включать в себя помощь при движении колена в реальном времени и обратную связь по мышечной активности, что поможет пациентам контролировать колено во время тренировки, чтобы избежать спортивных травм. 60 пациентов с ОА коленного сустава будут случайным образом разделены на две группы. Экспериментальная группа будет получать комбинированный коленный бандаж AI и физические упражнения в течение 8 недель, тогда как контрольная группа будет получать только стандартные физические упражнения. Гемодинамический и биомеханический анализы определят результат в четырех временных точках (т. е. до тренировки, после тренировки, через 3 месяца после тренировки и через 1 год после тренировки).