Il tapis roulant a pressione positiva del corpo inferiore per la riabilitazione dell'osteoartrite del ginocchio

Riepilogo

In questo caso, sulla base del punto di vista di un medico, proponiamo un protocollo a pressione positiva (LBPP) a due modelli (modelli di camminata e accovacciamento) oltre a una metodologia di valutazione clinica e funzionale, compresi i dettagli per un ulteriore incoraggiamento sviluppo di strategie di intervento chirurgico non farmacologico nei pazienti con osteoartrite del ginocchio. Tuttavia, presentiamo solo l'effetto della formazione LBPP nel miglioramento del dolore e della funzione del ginocchio in un paziente attraverso l'analisi dell'andatura tridimensionale. Gli effetti esatti e a lungo termine di questo approccio dovrebbero essere esaminati in studi futuri.

Abstract

In questo caso, sulla base del punto di vista di un medico, proponiamo un protocollo a pressione positiva (LBPP) a due modelli (modelli di camminata e accovacciamento) oltre a una metodologia di valutazione clinica e funzionale, compresi i dettagli per un ulteriore incoraggiamento sviluppo di strategie di intervento chirurgico non farmacologico nei pazienti con osteoartrite del ginocchio. Tuttavia, presentiamo solo l'effetto della formazione LBPP nel miglioramento del dolore e della funzione del ginocchio in un paziente attraverso l'analisi dell'andatura tridimensionale. Gli effetti esatti e a lungo termine di questo approccio dovrebbero essere esaminati in studi futuri.

Introduzione

L'osteoartrite del ginocchio (OA) è una condizione degenerativa progressiva e una delle principali cause di dolore e disabilità locomotoria nelle persone di tutto il mondo¹. Il ginocchio OA è caratterizzato da osteofite e formazione di cisti, stretta spaziatura articolare, e sclerosi ossea subcondrale². Questi cambiamenti patologici rendono difficile svolgere attività essenziali della vita quotidiana come camminare, accovacciarsi, e salire e scendere le scale³. Tuttavia, l'attività fisica è raccomandata come componente essenziale della gestione OA del ginocchio di prima linea⁴. L'intervento di esercizio per la riabilitazione del ginocchio OA è influenzato da diversi fattori: (1) movimento limitato dell'articolazione del ginocchio causato dal dolore e da piccoli cambiamenti strutturali del ginocchio; (2) atrofia muscolare associata al mantenimento della stabilità del ginocchio e a una diminuzione della forza muscolare⁵; e (3) le ragioni di cui sopra portano ad una riduzione dell'esercizio fisico e ad un aumento dell'indice di massa corporea (BMI), che aumenta ulteriormente il carico sulle ginocchia, creando così un circolo vizioso⁶.

In risposta alle questioni di cui sopra, il sistema di allenamento supportato dal peso corporeo (BWSTT) ha gradualmente affrontato la riabilitazione ossea e articolare⁷. Negli ultimi anni, una delle tecnologie emergenti di allenamento supportate dal peso corporeo è chiamata tapis roulant 7 a pressione positiva (LBPP)^piùbassa del corpo. Questa tecnologia utilizza un palloncino gonfiabile alto vita per ottenere una pressione positiva degli arti inferiori e regolare con precisione la pressione dell'aria per regolare il peso corporeo con l'obiettivo di ottenere una riduzione del peso. Il sistema è inoltre dotato di una piattaforma di corsa in grado dieseguire contemporaneamente attività relative al tapis roulant sotto il controllo del peso corporeo 8. Nel frattempo, la pressione generata nel recinto gonfiato fornisce una forza di sollevamento contro il corpo. Poiché la pressione è solo leggermente al di sopra della pressione atmosferica ed è distribuita uniformemente, la forza sul corpo inferiore è quasi impercettibile. Così, la piattaforma di corsa LBPP fornisce un più alto livello di comfort ed è più adatto per l'allenamento a lungo termine rispetto al tradizionale BWSTT⁹. Peeler ealtri, ha eseguito un intervento di tapis roulant LBPP su 32 pazienti con OA al ginocchio e ha dimostrato che il tapis roulant LBPP può alleviare efficacemente il dolore al ginocchio, migliorare le funzioni quotidiane della vita quotidiana e produrre un aumento della forza muscolare della coscia¹⁰. Il meccanismo potenziale potrebbe essere correlato al raggiungimento di un'efficace attività dell'articolazione del ginocchio riducendo la coppia dell'articolazione del ginocchio¹¹. D'altra parte, poiché l'età di insorgenza dei pazienti con OA al ginocchio è per lo più più di 45 anni¹²anni , l'esordio può anche essere associato a malattie cardio-polmonari. Gli studi hanno dimostrato che LBPP permette alle persone di ottenere camminare come esercizio con frequenza cardiaca relativamente bassa, pressione sanguigna, e il consumo di ossigeno e raggiungere un esercizio aerobico più sicuro e più efficace rispetto alla camminata piatta a peso pieno; questo tipo di camminata è un altro vantaggio di LBPP rispetto al tradizionale BWSTT¹³.

Tuttavia, a causa dell'applicazione relativamente nuova di questo sistema all'intervento oA del ginocchio, i relativamente pochi studi esistenti hanno notevolmente limitato l'applicazione clinica di questa tecnologia nella riabilitazione OA del ginocchio. Il protocollo LBPP proposto in questo articolo mirava a esplorare il trattamento clinico non farmacologico e chirurgico del ginocchio OA utilizzando il tapis roulant LBPP.

Protocollo

Il progetto clinico è stato approvato dalla Medical Ethics Association del Quinto Ospedale Affiliato dell'Università Di Medicina di Guangzhou ed è stato registrato presso il China Clinical Trial Registration Center (N. ChiCTR1800017677 e intitolato "Effetto e meccanismo di tapis roulant anti-gravità sulla funzione motoria del limbo inferiore in pazienti con osteoartrite del ginocchio").

1. Assunzioni

1. Reclutare pazienti che presentano prove radiografiche di lieve-moderato (Kellgren & Lawrence gradi II o III) OA ginocchio in una o entrambe le ginocchia e dolore al ginocchio quando si cammina, accovacciato, e/o in ginocchio (il livello minimo 3/10 sulla scala di valutazione del dolore numerico [NPRS] prima dell'inclusione).
2. Assicurarsi che questi pazienti non abbiano gravi OA del ginocchio (Kellgren & Lawrence grade IV), artrite retropatellare o qualsiasi condizione medica che impedirebbe loro di tollerare l'allenamento progressivo.
3. Ottenere il consenso informato scritto da ogni paziente prima della loro partecipazione.

2. Valutazione pre-formazione

1. Forme demografiche complete del paziente tra cui peso, altezza, storia medica passata e qualsiasi farmaco passato o corrente.
2. Valutazione clinica
   1. Condurre la scala di valutazione numerica (NRS)¹⁴. Chiedere al paziente di descrivere l'intensità del dolore con 11 numeri da 0 a 10, dove 0 non è dolore e 10 è il dolore peggiore.
   2. Condurre la valutazione dell'articolazione del ginocchio attiva/passiva (ROM)¹⁵ utilizzando un goniometro a 2 bracci a 2 bracci (braccia da 26 cm) con segni di 2 pollici.
   3. Condurre il Western Ontario e McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC)¹⁶. Chiedere al paziente di contrassegnare la posizione corrispondente di dolore o funzione limitata su una linea retta per 5 elementi correlati al dolore, 2 elementi di rigidità e 17 elementi funzionali. "0" indica nessun dolore o nessuna limitazione di funzione. "10" indica forti dolori o funzioni estremamente limitate.
   4. Condurre il ginocchio infortunio e Osteoartrite risultato punteggio (KOOS)¹⁷ (opzionale). Chiedi al paziente di completare il questionario di autovalutazione con cinque livelli per ogni elemento in cinque sottoscale: dolore, altri sintomi, attività di vita quotidiana, sport e ricreazione.
   5. Condurre la scala sanitaria a cinque dimensioni europea (EQ-5D)¹⁸ (opzionale). Chiedere al paziente di contrassegnare i tre livelli per cinque dimensioni: mobilità, auto-cura, attività usuali, dolore /disagio e ansia/depressione.
   6. Eseguire il test di camminata di 10 metri (10 MWT)¹⁹. Chiedere al paziente di eseguire tre prove MWT consecutive ad un ritmo auto-selezionato per la sicurezza e il comfort. Chiedere al paziente di camminare senza assistenza per 10 m e misurare il tempo impiegato per i 6 m centrali (per escludere gli effetti di accelerazione e decelerazione).
   7. Condurre il test timerate up and go (TUG)²⁰. Chiedere al paziente di eseguire tre prove CONSECUTIVE DEL GRUPPO di lavoro (alzarsi, camminare 3 m, voltare, tornare indietro e sedersi) a un ritmo auto-selezionato (per sicurezza e comfort).
3. Eseguire l'analisi dell'andatura tridimensionale (3D) (opzionale).
   NOTA: l'andatura 3D e le analisi elettromiografiche simultanee (EMG) non sono necessarie per questo protocollo di formazione LBPP, ma possono essere utilizzate per ulteriori valutazioni oggettive in base alle esigenze.
   1. Posizione ventidue marcatori sferici sui punti di riferimento anatomici del paziente sulla base del protocollo Davis²¹.
   2. Posizionare sei elettrodi EMG di superficie sul femoris retto bilaterale, semitendinosus, e bicipiti lunga testa feconde del paziente.
   3. Eseguire la calibrazione in posizione eretta. Chiedere al paziente di mantenere una posizione ortostatica per almeno 3-5 s con i piedi allineati per evitare di avere un piede in una posizione più anteriore o posteriore rispetto all'altro.
   4. Istruire il paziente a camminare con una velocità auto-selezionata lungo la passerella di 5 m, cinque volte.
   5. Rimuovere tutti i marcatori sferici e gli elettrodi EMG dal paziente. Salvare tutti i dati raccolti per l'elaborazione dei dati in un secondo momento seguendo le istruzioni riportate nella sezione.

3. Formazione LBPP

NOTA: per questo protocollo di addestramento LBPP è stato utilizzato un tapis roulant anti-gravità (Tabella dei materiali) e illustrato nella Figura 1. Per la sicurezza del paziente, un terapeuta è tenuto a impostare il paziente nel LBPP e supervisionare l'intero processo di trattamento.

1. preparazione
   1. Preparazione del paziente
      1. Introdurre il processo specifico di formazione del tapis roulant LBPP e le relative precauzioni al paziente.
      2. Controllare la pressione sanguigna del paziente (BP) e la frequenza cardiaca (HR) prima dell'allenamento (60 bpm , HR , 120 bpm e 90/60 mmHg , BP , 160/100 mmHg).
      3. Determinare la dimensione dei pantaloncini di sigillo d'aria in base alla circonferenza della vita del paziente e chiedere al paziente di indossare i pantaloncini.
   2. Mulino anti-gravità
      1. Accendere il tapis roulant azionando l'interruttore situato sulla copertura anteriore del sistema ed eseguire l'auto-test del tapis roulant anti-gravità.
      2. Abbassare la cabina di pilotaggio e far entrare il paziente nel recinto del tessuto del tapis roulant anti-gravità.
      3. Sollevare l'abitacolo all'altezza appropriata secondo il modello di allenamento LBPP: l'altezza della cabina di guida dovrebbe essere alla colonna vertebrale iliaca superiore anteriore per il modello di camminata e leggermente al di sotto del trochanter maggiore del femore per il modello accovacciato. Una volta che la cabina di pilotaggio è in posizione, zip il paziente nel tapis roulant anti-gravità.
      4. Utilizzare il cordino di sicurezza fornito con la macchina per fissare la clip sui vestiti del paziente, che è essenziale per l'arresto di emergenza durante il processo di allenamento (nel caso in cui il paziente cada o non si senta bene).
      5. Indicare al paziente di stare fermo sulla superficie della cinghia del tapis roulant per consentire al sistema di tenere e pesare il peso corporeo completo del paziente (BW) senza alcun supporto da qualsiasi parte del sistema, quindi premere il pulsante di avvio per eseguire un sistema di tapis roulant anti-gravità calcolo per una precisione di non ponderazione.
      6. Posizionare tre telecamere fornite con la macchina (davanti e bilateralmente, Figura 1) e regolare le posizioni per ottenere il feedback video sincronizzato durante il processo di formazione; questo aiuterà il paziente a correggere schemi di movimento anomali.
2. Allenamento
   NOTA: L'intera sessione di allenamento viene eseguita per 30 min, sei volte a settimana per due settimane. I parametri principali che devono essere regolati con i controlli dei pulsanti """ e "–" nella console LBPP sono la velocità (miglia all'ora, mph), il supporto BW (%), la pendenza (%) e il range di movimento attivo del ginocchio (AROM).
   1. Iniziare la sessione di riscaldamento con le seguenti impostazioni: 5 min (velocità : 0-2,0 mph, BW - 65%, pendenza - 0%). Aumentare la velocità di 0,4 mph e supporto BW in 7% incrementi al minuto.
   2. Eseguire la sessione del modello a piedi con le seguenti impostazioni: 15 min (velocità: 2,0 mph, BW - 65%, pendenza - 0%).
   3. Eseguire la sessione di raffreddamento con le seguenti impostazioni: 5 min (velocità : 2,0 mph, BW - 65%-100%, pendenza - 0%). Diminuire la velocità di 0,4 mph e supporto BW in decrementi del 7% al minuto.
   4. Finire con la sessione di modello di accovacciamento con le seguenti impostazioni: 5 min (velocità : 0 mph, BW - 50%, pendenza - 0%, AROM , 0 , 50 o l'intervallo massimo di giunto tollerabile di movimento entro 50 s, 30 s di accovacciamento seguito da un periodo di riposo di 30 s).
      NOTA: Nell'applicazione clinica, questa sessione di formazione LBPP deve essere regolata in base alla tolleranza del paziente. Inoltre, se il paziente non può tollerare il modello di allenamento accovacciato, viene eseguita solo la modalità di camminata.

4. Valutazione post-formazione

NOTA: lo stesso terapeuta completa la pre e la post-valutazione di ciascun paziente.

1. Rivalutare il paziente dopo 2 settimane di sessione di formazione LBBP, tra cui NRS, ROM attivo/passivo, WOMAC, KOOS, EQ-5D, 10 MWT, TUG e analisi dell'andatura 3D.
2. Registrare la soddisfazione del paziente e il feedback su questo protocollo LBPP tra cui il grado di divertimento e miglioramento consapevole di sé, il desiderio di continuare e suggerimenti.

5. Elaborazione dei dati di analisi dell'andatura 3D

1. Eseguire il software di analisi dell'andatura (Tabella dei materiali) incluso nel sistema di analisi dell'andatura 3D.
2. Definire gli eventi di tallonico-sciopero (contatto iniziale del piede destro/sinistro) e toe-off (le alture destra/sinistra sono sollevate da terra) in ciclo di andatura per ogni prova a piedi (Figura 2).
3. Ottenere i parametri spatiotemporali, kinematica del ginocchio e i parametri di attività EMG di superficie.

Risultati

Mostriamo i risultati di una paziente al ginocchio OA, che era una donna di 60 anni (BMI - 22,9) sottoposta a "più di 3 anni di osteoartrite del ginocchio" e dolore grave quando camminava (scala analogica visiva [VAS] - 8/10) e ha partecipato a un programma di allenamento LBPP di 2 settimane presso il nostro attrezzature. Durante l'intero intervento, il paziente non ha preso antidolorifici per alleviare il dolore al ginocchio. L'immagine radiologica delle articolazioni del ginocchio e i risultati delle valutazioni delle...

Discussione

Abbiamo proposto un protocollo di intervento del tapis roulant LBPP, che comprende sia modelli di valutazione clinica che modelli di trattamento, per la riabilitazione della funzione motoria dell'estremità inferiore nell'OA del ginocchio. Nel frattempo, in risposta ai sintomi clinici e alla disfunzione OA del ginocchio, il modello di trattamento comprende non solo una sezione di formazione per camminare nel protocollo LBPP, ma anche un'innovativa sezione di allenamento squatting, che mira a risolvere la disfunzione gior...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
AlterG Anti-Gravity Treadmill M320	AlterG Inc, Fremont, CA, USA	1	LBBP training
BTS Smart DX system	Bioengineering Technology System, Milan, Italy	2	Temporospatial data collection
BTS FREEEMG	Bioengineering Technology System, Milan, Italy	3	Surface EMG data collection
BTS SMART-Clinic software	Bioengineering Technology System, Milan, Italy	4	Data processing