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在虚拟现实中评估伤害预防的实时感觉运动反馈

2023年5月4日 更新者:Greg Myer、Emory University
女性运动员发生创伤性、衰弱性前交叉韧带 (ACL) 损伤的几率是男性运动员的 2 到 10 倍。 因此,有更多的女性在受伤后 12 至 20 年内忍受膝骨关节炎 (OA) 的显着疼痛、功能限制和放射学征象。 为了减轻 OA 的负担,国家骨关节炎公共卫生议程建议扩大和完善 ACL 损伤的循证预防。 针对可改变的风险因素的专门训练在高风险运动员中显示出统计功效;然而,尚未实现具有临床意义的风险降低。 限制成功训练结果的一个关键障碍是要求合格的教练向年轻运动员提供个性化、直观和可访问的反馈。 因此,知识上的一个关键差距是如何在伤害预防培训期间有效地提供客观、有效的反馈。 研究人员的长期目标是减少年轻女运动员的 ACL 损伤和随后的后遗症。 该提案的总体目标是实施和测试创新的增强神经肌肉训练 (aNMT) 技术,以增强感觉运动学习并减少 ACL 损伤的生物力学风险因素。 该提案的基本原理是,完成后,研究人员将能够更有效地提供生物反馈并减缓女性运动员 ACL 损伤率增加的趋势。 这一贡献对于减少年轻女性 ACL 损伤后的长期后遗症具有重要意义。

研究概览

详细说明

增强神经肌肉训练 (aNMT) 将生物力学筛选与最先进的增强现实耳机相结合,以显示实时反馈,将复杂的生物力学变量映射到运动员通过自己的动作“控制”的简单视觉反馈刺激。 中心假设是,aNMT 生物反馈将改善在现实的、特定于运动的虚拟现实场景中收集的基于证据的措施中的关节力学。 具体而言,本次调查的目的是确定 aNMT 生物反馈在实验室任务和特定运动场景中改善高风险着陆力学的功效。 根据研究人员的初步数据,研究人员假设,与在垂直下降 (DVJ) 任务期间结合假反馈的神经肌肉训练相比,NMT 生物反馈将在局部关节力学方面产生更大的改进。 在次要目标中,研究人员假设与假反馈相比,在沉浸式虚拟环境中评估的特定运动动作中,aNMT 将产生改进的局部关节力学和整体损伤风险技术。 预期结果将支持提高效率和提高个性化和有针对性的伤害预防培训的反馈效果。 积极影响将是伤害风险机制的改善和减少比赛场地伤害的潜力。 将使用随机重复测量设计来检验目标 1 的两个假设:首先,与 DVJ 任务期间的假反馈组相比,aNMT 将在局部关节力学方面产生更大的改进;其次,根据初步数据,研究人员预计创新的 aNMT 将导致逐步改善关节并降低整体伤害风险机制,这将超过 12 次实时生物反馈培训课程后高风险生物力学的总体任务转移减少。 先前描述的技术将用于测量在 6 周赛前训练期开始和结束时执行的 DVJ 任务期间的生物力学风险因素。 运动员将被随机分配到两组中的一组:1) aNMT 生物反馈或 (2) 假(具有刺激的增强现实眼镜,可提供运动重复计数)。 每个运动员以及统计学家都将对干预视而不见。 在赛前赛季,所有运动员将在为期 6 周的时间内接受 12 次训练,并且每个小组都将对每次生物反馈会议上捕获的生物力学结果指标进行纵向评估。 所有参与者将完成训练前测试、6 周干预、训练后测试和季后测试。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

420

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

    • Georgia
      • Flowery Branch、Georgia、美国、30542
        • Emory Healthcare Sports Performance And Research Center (SPARC)
    • Ohio
      • Cincinnati、Ohio、美国、45229
        • Cincinnati Childrens Hospital Medical Center

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

12年 至 18年 (孩子、成人)

接受健康志愿者

是的

描述

纳入标准:

  • 打算参加有组织的竞技运动队(排球、足球或篮球)
  • 身体能够参加他们的运动并在入学时完成测试程序

排除标准:

  • 没有任何

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 主要用途:预防
  • 分配:随机化
  • 介入模型:并行分配
  • 屏蔽:双倍的

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:aNMT 生物反馈
参与者随机接受包含生物反馈训练的神经肌肉训练干预。
aNMT 利用完善的视觉反馈策略来促进复杂运动的高效、快速和稳健学习。 运动员可以发现如何移动以产生所需的反馈,即使没有明确、有意识地了解他们的动作如何与视觉模式相关。 aNMT 生物反馈是通过实时计算运动员自身运动的运动学和动力学数据创建的。 这些值决定了运动员在运动表现期间通过增强现实 (AR) 眼镜看到的刺激形状的实时转换。 运动员的任务是移动以创建(“动画”)特定的刺激形状,该形状对应于干预所针对的生物力学参数的期望值。
参与者将在 6 周内完成为期 12 周的季前训练计划。
假比较器:假生物反馈
参与者随机接受神经肌肉训练干预和假反馈训练。
参与者将在 6 周内完成为期 12 周的季前训练计划。
假生物反馈为运动员提供了与 aNMT 生物反馈类似的现象学体验——两组都经历了一种随运动而变化的形状——但假生物反馈不会提供有用的信息来在关键运动阶段修改运动参数。

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
躯干侧屈的变化
大体时间:基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
垂直下降任务期间的侧向躯干屈曲将在研究组之间进行比较。 最佳侧向躯干屈曲为 0°。
基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
膝关节与髋关节矢状面力矩比的变化
大体时间:基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
将在研究臂之间比较垂直下降任务期间的膝关节与髋关节矢状面力矩比。 最佳膝关节与髋关节矢状面比率 < 1。
基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
膝关节外展力矩的变化
大体时间:基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
将在研究臂之间比较垂直下降任务期间的膝关节外展力矩。 最佳膝外展力矩为 ≤ 0 牛顿米 (Nm)。
基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
足部位置的变化
大体时间:基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
垂直下降任务期间的足部放置将在研究臂之间进行比较。 最佳的足部位置与臀宽的比例为 1:1。
基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
垂直地面反作用力 (VGRF) 比率的变化
大体时间:基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)
垂直下降任务期间的 VGRF 将在研究组之间进行比较。 最佳 VGRF 比率是四肢之间的 1:1 比率。
基线(训练前测试),第 6 周(训练后测试)

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
训练后躯干侧屈的变化
大体时间:第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
干预效果的保留是通过垂直下降任务期间的侧躯干屈曲来评估的,将在研究组之间进行比较。 与假反馈相比,最佳侧向躯干屈曲为 0°。 预期结果将支持提高效率和提高个性化和有针对性的伤害预防培训的反馈效果。
第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
训练后膝关节与髋关节矢状面力矩比的变化
大体时间:第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
在垂直下降任务期间,干预效果的保留是通过膝关节与髋关节矢状面力矩比进行评估的,将在研究组之间进行比较。 最佳膝关节与髋关节矢状面比率 < 1。
第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
训练后膝关节外展力矩的变化
大体时间:第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
干预效果的保留是通过在垂直下降任务期间的膝外展力矩来评估的,将在研究组之间进行比较。 最佳膝外展力矩为 ≤ 0 牛顿米 (Nm)。
第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
训练后足部位置的变化
大体时间:第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
干预效果的保留是通过垂直下降任务期间的脚放置来评估的,将在研究组之间进行比较。 最佳的足部位置与臀宽的比例为 1:1。
第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
训练后垂直地面反作用力 (VGRF) 比率的变化
大体时间:第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)
在垂直下降任务期间使用 VGRF 评估干预效果的保留将在研究组之间进行比较。 最佳 VGRF 比率是四肢之间的 1:1 比率。
第 6 周(训练后测试),直到第 11 个月(季后测试)

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

调查人员

  • 首席研究员:Gregory D Myer, PhD、Emory University

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2016年12月1日

初级完成 (实际的)

2022年5月9日

研究完成 (实际的)

2022年5月30日

研究注册日期

首次提交

2016年3月7日

首先提交符合 QC 标准的

2016年10月11日

首次发布 (估计)

2016年10月14日

研究记录更新

最后更新发布 (估计)

2023年5月5日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2023年5月4日

最后验证

2023年5月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他研究编号

  • STUDY00001770
  • 2014-2946 (其他赠款/资助编号:Cincinnati Children's Hospital Medical Center)
  • 5U01AR067997 (美国 NIH 拨款/合同)

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

IPD 计划说明

虽然将公布研究结果,但不会与其他研究人员共享个体受试者数据。

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

研究美国 FDA 监管的设备产品

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aNMT 生物反馈的临床试验

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