- ICH GCP
- Amerikanska kliniska prövningsregistret
- Klinisk prövning NCT05813613
Artificiell intelligenss roll för att förutsäga muskeltrötthet med hjälp av virtuell verklighetsträning
Artificiell intelligenss roll för att förutsäga muskeltrötthet med hjälp av virtuell verklighetsträning i friska och post-covid19-ämnen
Målet med denna observationsförutsedda studie är att förutsäga muskeltrötthet med hjälp av en specifik AI-algoritm hos friska kontra Covid-19-infekterade individer. Huvudfrågan den syftar till att besvara är:
Kan artificiell intelligens användas som en pålitlig källa för att förutsäga lokal muskeltrötthet hos friska kontra Covid-19-infekterade individer?
Deltagarna kommer att delas in i två grupper: en frisk grupp och en post Covid-19 grupp.
- Varje grupp kommer att genomgå en bekantskapsprocess innan övningarna börjar.
- Sedan kommer varje grupp att utföra hukövningar guidade av kynpasis virtual reality-apparat.
- sEMG för vastus lateralis och rectus femorier, bröstexpansion och goniometriska mätningar av knät kommer att tas under olika rapporterade trötthetsnivåer med hjälp av Biopac-systemet.
- Grupper kommer att fortsätta sitta på huk medan de registrerar sina subjektiva trötthetsnivåer med hjälp av Borg-skalan.
- Data kommer sedan att köras genom maskininlärningsprocesser för att producera en AI-algoritm som kan förutsäga isolerad muskeltrötthet.
Studieöversikt
Status
Betingelser
Intervention / Behandling
Detaljerad beskrivning
Deltagarna delades in i två grupper, en bestående av friska individer och en annan bestående av Covid-19-personer. Båda grupperna fick en bekantningsträning för att övningen ska utföras med 15 minuters vila efteråt, innan datainsamlingen påbörjades.
Hukövningar utfördes med hjälp av en virtuell verklighet (VR) maskin (kynapsis) för vägledning i båda grupperna. Knäböj utfördes medan händerna hölls framför kropparna och knäna böjdes till 90 grader efter en rytm på två sekunder för nedstigning, två sekunders uppstigning efterliknade rörelsen som gjordes på VR-maskinen.
Ytterligare variabler övervägdes, inklusive bröstexpansion, och rörelseomfånget med en elektrisk goniometer, alla mättes och registrerades med hjälp av Biopac (BIOPAC Systems, Inc., Santa Barbara, CA) som, enligt bevis, har ett högpass frekvensfilter och bipolärt elektrodsystem.
Musklerna som testas är de tre huvudena av QF-muskeln RF, VM och VL. Deras områden rengjordes med alkohol och rakades för att minska elektrodernas motstånd. Tre engångselektroder på sEMG-ytan placerades, två av dem på muskelbuken med 2,5 cm avstånd mellan dem, och en kontrollelektrod placerad på agonistsidan, deltagaren ombads att sträcka ut sitt knä och böja det mot motstånd för att lokalisera laterala och mediala vasti. sEMG-elektroder placerades på underavdelningarna av QF-muskeln under träningen. Den extraherade informationen körs sedan genom en AI-algoritm som kommer att analysera och förutsäga muskeltrötthet.
Borg (C-10)-skalan förklarades för deltagarna och var närvarande framför dem när de utförde övningen som ett resultatmått för att bedöma den subjektiva muskeltrötthet som en gång nåddes kommer att avsluta övningen.
Studietyp
Inskrivning (Faktisk)
Kontakter och platser
Studieorter
-
-
-
Beirut, Libanon
- Ahmad ElMelhat
-
-
Deltagandekriterier
Urvalskriterier
Åldrar som är berättigade till studier
- Vuxen
Tar emot friska volontärer
Testmetod
Studera befolkning
Studiepopulationen bestod av två grupper.
- Icke-atletiska friska individer som inte utfört några intensiva aktiviteter under de senaste 3 dagarna och som inte hade kontaktat Covid-19 tidigare.
- Icke-atletiska friska individer som inte utfört några intensiva aktiviteter under de senaste 3 dagarna men har ett bekräftat positivt PCR-test utfört inom ett års intervall.
Beskrivning
Inklusionskriterier:
- Alla försökspersoner som ingår i båda grupperna av studien måste vara friska icke-atletiska individer som undvikit intensiva aktiviteter under de senaste 3 dagarna. Försökspersonerna som ingår i Covid-19-gruppen måste ha ett bekräftat positivt PCR-test gjort inom ett intervall på 1 år.
Exklusions kriterier:
- De försökspersoner som inte uppfyller inklusionskriterierna, är äldre geriatrik (över 50 år) eller som har några andnings-, hjärt-, njur-, neuromuskulära, ortopediska och muskuloskeletala störningar måste uteslutas från studien. Rökare och vissa läkemedelsanvändare måste tas i beaktande eftersom det påverkar prestandan och ökar trötthetsnivåerna.
Studieplan
Hur är studien utformad?
Designdetaljer
Kohorter och interventioner
Grupp / Kohort |
Intervention / Behandling |
|---|---|
|
Frisk grupp
|
Hukövningar utfördes med hjälp av en virtuell verklighet (VR) maskin (kynapsis) för vägledning i båda grupperna.
Knäböj utfördes medan händerna hölls framför kropparna och knäna böjdes till 90 grader efter en rytm på två sekunder för nedstigning, två sekunders uppstigning efterliknade rörelsen som gjordes på VR-maskinen.
|
|
Post Covid-19 grupp
|
Hukövningar utfördes med hjälp av en virtuell verklighet (VR) maskin (kynapsis) för vägledning i båda grupperna.
Knäböj utfördes medan händerna hölls framför kropparna och knäna böjdes till 90 grader efter en rytm på två sekunder för nedstigning, två sekunders uppstigning efterliknade rörelsen som gjordes på VR-maskinen.
|
Vad mäter studien?
Primära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Ytelektromyografi
Tidsram: Under hukövningen.
|
icke-invasiv teknik där elektroder placerades på vastus lateralis och rectus femoris-huvudena av quadriceps femoris-muskeln, för att bedöma dess myoelektriska effekt.
Deras områden rengjordes med alkohol och rakades för att minska elektrodernas motstånd.
Tre engångselektroder på sEMG-ytan placerades, två av dem på muskelbuken med 2,5 cm avstånd mellan dem, och en kontrollelektrod placerad på agonistsidan, deltagaren ombads att sträcka ut sitt knä och böja det mot motstånd för att lokalisera laterala och mediala vasti.
sEMG-elektroder placerades på underavdelningarna av QF-muskeln under träningen.
Den extraherade informationen körs sedan genom en AI-algoritm som kommer att analysera och förutsäga muskeltrötthet.
|
Under hukövningen.
|
|
Borg Rating of Perceived Exertion (RPE)-skalan
Tidsram: Under hukövningen.
|
Ett verktyg för att mäta en individs ansträngning och ansträngning, andfåddhet och trötthet under fysiskt arbete och är därför mycket relevant för arbetsmiljöarbete.
Det sträcker sig från 6 som ett minimum till 20 som ett maximum med 6 betyder ingen ansträngning och 20 betyder extrem maximal ansträngning
|
Under hukövningen.
|
Sekundära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Bröstexpansion.
Tidsram: Under hukövningen.
|
Använda en andningsgivare lindad runt patientens bröst med ett kardborrband som överför expansionsdata till huvudmottagningsmodulen på Biopac, som kommer att spelas in på datorn.
|
Under hukövningen.
|
|
Rörelseomfång.
Tidsram: Under hukövningen.
|
Med hjälp av en elektrisk goniometer kopplad på motivets knä som kommer att sända signaler om rörelseomfång till mottagarmodulen på Biopac som kommer att spelas in på datorn.
|
Under hukövningen.
|
Samarbetspartners och utredare
Sponsor
Publikationer och användbara länkar
Allmänna publikationer
- Disser NP, De Micheli AJ, Schonk MM, Konnaris MA, Piacentini AN, Edon DL, Toresdahl BG, Rodeo SA, Casey EK, Mendias CL. Musculoskeletal Consequences of COVID-19. J Bone Joint Surg Am. 2020 Jul 15;102(14):1197-1204. doi: 10.2106/JBJS.20.00847.
- Paneroni M, Simonelli C, Saleri M, Bertacchini L, Venturelli M, Troosters T, Ambrosino N, Vitacca M. Muscle Strength and Physical Performance in Patients Without Previous Disabilities Recovering From COVID-19 Pneumonia. Am J Phys Med Rehabil. 2021 Feb 1;100(2):105-109. doi: 10.1097/PHM.0000000000001641.
- Qian J, McDonough DJ, Gao Z. The Effectiveness of Virtual Reality Exercise on Individual's Physiological, Psychological and Rehabilitative Outcomes: A Systematic Review. Int J Environ Res Public Health. 2020 Jun 10;17(11):4133. doi: 10.3390/ijerph17114133.
- Wan JJ, Qin Z, Wang PY, Sun Y, Liu X. Muscle fatigue: general understanding and treatment. Exp Mol Med. 2017 Oct 6;49(10):e384. doi: 10.1038/emm.2017.194.
- A narrative review of immersive virtual reality's ergonomics and risks at the workplace: cybersickness, visual fatigue, muscular fatigue, acute stress, and mental overload Souchet, A.D., Lourdeaux, D., Pagani, A. et al. A narrative review of immersive virtual reality's ergonomics and risks at the workplace: cybersickness, visual fatigue, muscular fatigue, acute stress, and mental overload. Virtual Reality (2022). https://doi.org/10.1007/s10055-022-00672-0
- Donatelli, R.A. (2007) Sports-specific rehabilitation. St. Louis, MO: Churchill Livingstone.
- Hall, J. E., & Hall, M. E. (2020). Guyton and Hall textbook of medical physiology e-Book. Elsevier Health Sciences.
- Schoenfeld BJ. Squatting kinematics and kinetics and their application to exercise performance. J Strength Cond Res. 2010 Dec;24(12):3497-506. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181bac2d7.
- Kubo K, Ikebukuro T, Yata H. Effects of squat training with different depths on lower limb muscle volumes. Eur J Appl Physiol. 2019 Sep;119(9):1933-1942. doi: 10.1007/s00421-019-04181-y. Epub 2019 Jun 22.
- Davenport T, Kalakota R. The potential for artificial intelligence in healthcare. Future Healthc J. 2019 Jun;6(2):94-98. doi: 10.7861/futurehosp.6-2-94.
- Tack C. Artificial intelligence and machine learning | applications in musculoskeletal physiotherapy. Musculoskelet Sci Pract. 2019 Feb;39:164-169. doi: 10.1016/j.msksp.2018.11.012. Epub 2018 Nov 23.
- Luna A, Casertano L, Timmerberg J, O'Neil M, Machowsky J, Leu CS, Lin J, Fang Z, Douglas W, Agrawal S. Artificial intelligence application versus physical therapist for squat evaluation: a randomized controlled trial. Sci Rep. 2021 Sep 13;11(1):18109. doi: 10.1038/s41598-021-97343-y.
- Alsobhi M, Khan F, Chevidikunnan MF, Basuodan R, Shawli L, Neamatallah Z. Physical Therapists' Knowledge and Attitudes Regarding Artificial Intelligence Applications in Health Care and Rehabilitation: Cross-sectional Study. J Med Internet Res. 2022 Oct 20;24(10):e39565. doi: 10.2196/39565.
- Sun J, Liu G, Sun Y, Lin K, Zhou Z, Cai J. Application of Surface Electromyography in Exercise Fatigue: A Review. Front Syst Neurosci. 2022 Aug 11;16:893275. doi: 10.3389/fnsys.2022.893275. eCollection 2022.
- Al-Mulla MR, Sepulveda F, Colley M. An autonomous wearable system for predicting and detecting localised muscle fatigue. Sensors (Basel). 2011;11(2):1542-57. doi: 10.3390/s110201542. Epub 2011 Jan 27.
- Calder KM, Stashuk DW, McLean L. Physiological characteristics of motor units in the brachioradialis muscle across fatiguing low-level isometric contractions. J Electromyogr Kinesiol. 2008 Feb;18(1):2-15. doi: 10.1016/j.jelekin.2006.08.012. Epub 2006 Nov 20.
- Torvik, G. I., Triantaphyllou, E., Liao, T., & Waly, S. (1999, March). Predicting muscle fatigue via electromyography: A comparative study. In Proceedings of the 25th International Conference on Computers and Industrial Engineering (pp. 277-280)
- Caesaria, A. P., Endro Yulianto, Luthfiyah, S., Triwiyanto, T., & Rizal, A. (2023). Effect of Muscle Fatigue on EMG Signal and Maximum Heart Rate for Pre and Post Physical Activity. Journal of Electronics, Electromedical Engineering, and Medical Informatics, 5(1), 39-45. https://doi.org/10.35882/jeeemi.v5i1.278
- Ahmad I, Kim JY. Assessment of Whole Body and Local Muscle Fatigue Using Electromyography and a Perceived Exertion Scale for Squat Lifting. Int J Environ Res Public Health. 2018 Apr 18;15(4):784. doi: 10.3390/ijerph15040784.
- Dos Santos PK, Sigoli E, Braganca LJG, Cornachione AS. The Musculoskeletal Involvement After Mild to Moderate COVID-19 Infection. Front Physiol. 2022 Mar 18;13:813924. doi: 10.3389/fphys.2022.813924. eCollection 2022.
- Diem L, Fregolente-Gomes L, Warncke JD, Hammer H, Friedli C, Kamber N, Jung S, Bigi S, Funke-Chambour M, Chan A, Bassetti CL, Salmen A, Hoepner R. Fatigue in Post-COVID-19 Syndrome: Clinical Phenomenology, Comorbidities and Association With Initial Course of COVID-19. J Cent Nerv Syst Dis. 2022 May 24;14:11795735221102727. doi: 10.1177/11795735221102727. eCollection 2022.
- Ducrocq GP, Blain GM. Relationship between neuromuscular fatigue, muscle activation and the work done above the critical power during severe-intensity exercise. Exp Physiol. 2022 Apr;107(4):312-325. doi: 10.1113/EP090043. Epub 2022 Mar 4.
- Joli J, Buck P, Zipfel S, Stengel A. Post-COVID-19 fatigue: A systematic review. Front Psychiatry. 2022 Aug 11;13:947973. doi: 10.3389/fpsyt.2022.947973. eCollection 2022.
- Faulkner JA, Larkin LM, Claflin DR, Brooks SV. Age-related changes in the structure and function of skeletal muscles. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2007 Nov;34(11):1091-6. doi: 10.1111/j.1440-1681.2007.04752.x.
Studieavstämningsdatum
Studera stora datum
Studiestart (Faktisk)
Primärt slutförande (Faktisk)
Avslutad studie (Faktisk)
Studieregistreringsdatum
Först inskickad
Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna
Första postat (Faktisk)
Uppdateringar av studier
Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)
Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna
Senast verifierad
Mer information
Termer relaterade till denna studie
Ytterligare relevanta MeSH-villkor
Andra studie-ID-nummer
- AI in Prediciting Fatigue
Plan för individuella deltagardata (IPD)
Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?
Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument
Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt
Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt
Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .