Method Article
* これらの著者は同等に貢献しました
この研究は、腰痛 (LBP) 患者の生体力学的変化を評価および治療するための革新的なツールの役割を示しています。3人のLBP患者は、評価後に痛みの強さと機能的自立の改善を示しました。この技術は、カスタマイズされたリハビリテーション戦略を支援し、パーソナライズされた介入のためのLBPバイオメカニクスに関する洞察を提供します。
腰痛 (LBP) は、生体力学的変化に頻繁に関連する非常に一般的な障害です。運動パターン評価は、LBP患者のリハビリテーション管理において役割を果たします。しかし、日常的な臨床現場では、正確な評価は困難です。したがって、この研究は、CameraLabという名前の革新的な評価ツールの開発と応用を通じて、LBPに関連する生体力学的変化を評価することを目的としています。LBPの患者は、ビデオ分析システムを通じて評価されました。動作パターン評価ツールには、タッチスクリーンインターフェースと4台の高速カメラが含まれており、動作評価中にリアルタイムのデータ取得が可能です。カメラはダイナミックな動きを捉え、運動機能の徹底的な検査を容易にします。ビデオ解析ソフトウェアアプリケーションは、正確な角度評価と関節追跡のために採用されています。LBPの3人の患者が評価され、痛みの強さ、機能的自立、および全体的な健康状態において肯定的な結果が示されました。高度な技術の統合により、動きパターンの変化が強調され、カスタマイズされたリハビリテーション戦略に貢献しました。この研究は、精密なリハビリテーションへのパラダイムシフトを提供します。この革新的なアプローチは、LBPに関連する生体力学的変化に関する貴重な洞察を提供し、臨床医のより深い理解を促進し、LBPの管理における効果的な個別介入への道を開きます。
腰痛 (LBP) は、複雑で一般的な筋骨格系疾患であり、身体機能と健康関連の生活の質 (HR-QoL) に深刻な影響を及ぼします1,2。LBPは、世界的に拡大している公衆衛生問題であり、日常生活における障害や機能の制限の主な原因として常にランク付けされています。2021年のGlobal Burden of Disease(GBD)の調査によると、LBPの有病率は増加しており、2020年には世界中で約6億1,900万人が死亡したと推定されています。この研究は、LBPが障害を抱えて生活した年のかなりの部分を占めており、有病率は主に45歳から64歳の個人で観察されていることを強調しています3。人口の高齢化により、その有病率は今後数十年で増加すると予想されていますが、現在、この状態の管理を改善するための革新的なアプローチに研究が集中しています4,5,6。2019年のGBD分析は、これらの発見をさらに裏付けており、LBPが世界のいくつかの地域で依然として蔓延している状態であり、HR-QoL7に強い影響を与えていることを示しています。予測によると、効果的な介入がなければ、LBPの有病率と負担は増加し続け、予防と管理のための包括的なグローバルアプローチが必要になることが示唆されています3,7。
最適な治療戦略は、通常、LBPの正確な病態生理学に基づいているが、この障害状態の多面的な管理に対処するために、さまざまな治療アプローチが提案されている8,9,10,11,12。WHOリハビリテーションガイドは、慢性的なLBP13の管理における重要な役割を強調し、グローバルなリハビリテーション実践のための包括的なフレームワークを提供します。これらのガイドラインは、慢性疼痛管理の生物心理社会的側面に対処する、患者への統合的でパーソナライズされたアプローチの必要性を強調しています。これには、科学的証拠に基づき、各患者の個々のニーズに合わせた非外科的介入を提供するために、学際的な医療専門家間の協調的な取り組みが含まれます。包括的なアプローチは、ケアのばらつきを減らし、生活の質を改善し、LBP患者の全体的な転帰を改善するために不可欠です。このガイダンスはまた、リハビリテーションサービスにおけるアクセシビリティと公平性の重要性を強調し、介入がさまざまな状況で実行可能で受け入れられることを確保し、ユニバーサルヘルスカバレッジを支援し、世界の公衆衛生を改善します13。
この文脈では、LBPの患者は、効果的なリハビリテーションアプローチ14,15,16のために正確に対処すべき重要な生体力学的変化によってしばしば特徴付けられることに気づくことは興味深い。これらの変化には、脊椎のアライメント17の逸脱、筋肉の不均衡18、関節のこわばりまたは過可動性19、異常な運動パターン20、筋肉活性化の非対称性12、神経筋制御の低下21,22が含まれる可能性がある。その結果、これらの特定の生体力学的変化を特定して対処することは、LBPに寄与する根本的なメカニズムを標的とし、最適な回復結果を促進するようにリハビリテーションプログラムを調整するために重要です23,24。
これに関連して、運動パターンの評価方法には、運動慣性センサー、フォースプレート、標準化された観測テスト、および定性的観察基準25、26、27、28、29、30が含まれる場合があります。モーション慣性センサは、携帯性と使いやすさを提供する一方で、主にデータの精度と信頼性に関連する制限があります。それらの測定値は、センサーのドリフト、方向誤差、および信号ノイズの影響を受け、動きの分析29の精度が低下する可能性があります。さらに、運動慣性センサは、特に急速な動きや方向20の変化を含む動的な活動において、複雑な動きパターンを正確に評価する能力が限られている場合がある。フォースプレートは、移動中の地面反力と動力学を定量化するためには価値がありますが、その空間的および時間的解像度には制限があります30。彼らは、動きの質や運動パターンに関する詳細な情報を提供しない場合があり、主に動きのパターン30ではなく、地面にかかる力の評価に焦点を当てています。一方、定性的観察基準は、動きの質的側面を捉えるのに有用である一方で、標準化を欠いており、標準化を欠く観察者と信頼性27,28の間で異なる可能性があります。興味深いことに、van Dijk et al.20 による最近のレビューでは、LBP 患者の客観的な方法によって効果的に評価されたのは、運動の質の特定の領域 (可動域 (ROM) やゲート分析など) のみであり、一般集団によって有意に異なることが強調されています。
その結果、運動評価のための客観的で定量化可能な方法が不足しており、LBP20 患者の介入とモニタリング プロセスの両方にいくつかの課題が依然として影響を及ぼしています。さらに、これらのツールを日常的な臨床診療に効果的に統合するための障壁は、LBP状態への効果的な対処に関連する課題をさらに改善します。
まとめると、この証拠は、機能的な運動中の運動の質を評価するために設計されたデジタル機器に関する知識には大きなギャップが残っていることを示唆しています。さらに、精密な運動評価分析をリハビリテーションプロセスに統合することの意味は、まだ完全には特徴付けられていません。
そこで、ここでは、LBP患者の運動パターン分析に関する客観的なデータを提供する革新的なデジタルソリューションであるCameraLabシステムを紹介するケースシリーズを紹介します。場合によっては、X線による機器検査では、LBP患者のリハビリテーションへの影響についてほとんど示されていません。この場合、モーションキャプチャによる機能評価は、このギャップを埋め、リハビリテーションのニーズ31に対する答えを提供することができる。このケース シリーズでは、革新的な評価ツールが LBP 患者の包括的なリハビリテーション管理に効果的に統合されていることを示し、この技術的ソリューションで達成された機能的および客観的なデータを強調し、LBP 患者の臨床リハビリテーション実践の精度と有効性を高めます。
データ収集の前に、含まれるすべての患者には、レビューと署名のためのインフォームドコンセントフォームが提供され、研究への参加に対する彼らの理解と同意が確保されました。研究者は、すべての研究手順を通じて患者のプライバシーを認め、ヘルシンキ宣言32に概説されている倫理原則の遵守を維持しました。
1. CameraLabの設定の構成
2. 初回患者面談
3. 現行のガイドライン33,34に従った機能的運動スクリーン(FMS)による評価
4. システム取得
5. インタラクティブモニターによるデータ分析
図1 は、プロトコルの概略図を示しています。
図1:プロトコルの概略図。 この図は、研究プロトコルの段階的なプロセスを示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
研究デザインと倫理
この原稿は、ケースレポーティング(CARE)の構造とレポーティングガイドラインに従って作成されており、CAREチェックリストは 補足ファイル1として入手できます。適格な被験者は、18 歳から 60 歳までの LBP の男性と女性であり、理学療法を受けて状態を改善し、ADL の正常なパフォーマンスを妨げる絶え間ない不快感や痛みから解放された日常生活に戻ります。
参加者の選択基準は、a) あらゆるタイプの LBP 患者;b) 数値レート スケール (NRS) で 4/10 未満の紹介疼痛;c) すでに標準的なリハビリテーション サイクルを完了し、運動機能を改善する目的でさらなるリハビリテーション サイクルに紹介された患者。d) 患者は、スクワットの動きを行い、股関節のヒンジの動きを制御できなければなりません。患者の除外基準は、a) 検査を妨げる可能性のある身体的制限。b) 以前の椎骨骨折;c) ボディマス指数(BMI)が30以上である。
この前向きケースシリーズには3人の患者が含まれ、理学療法およびリハビリテーション医学を専門とする専門医とLBP管理に長年の専門知識を持つ理学療法士を含む学際的なチームによって評価されました。患者は、異なる病因のLBPの影響を受け、標準的なリハビリテーションプログラムの後に評価され、ビデオ分析システムと数値評価尺度(NRS)35を含む標準的な評価結果を使用して評価されました。短文12項目の健康調査(SF-12)36、ローランドモリス障害質問票(RM)37;運動恐怖症のタンパスケール(TSK)38。当初はアスリート向けに開発された機能的運動スクリーニング(FMS)検査は、運動制限の評価に効果的に適用でき、脊柱側弯症や脊柱質性姿勢などの症状を持つLBP患者に対する運動や運動ベースのアプローチを強調する理学療法介入を導くことができ、機能的な運動能力の向上、痛みの症状の軽減、全体的な健康の促進の可能性を強調しています。Alkhathami et al.39 による研究で報告されているように、このツールは LBP のある個人とない個人を区別することができます。この研究の著者は、最終的に、医師が可動性の制限を評価し、腰痛のある人々の個人の動きの質を評価するための有用なテストになる可能性があると述べています。さらに、他の研究では、身体機能の評価のためのFMSテストとLBPとの間に相関関係がある可能性が報告されています40,41。
ソフトウェアとハードウェア
生体力学的変化の評価と治療のための革新的なツールは、包括的な動き分析のために設計された技術システムであり、タッチスクリーンインターフェースと臨床現場に特化した4台の高速カメラで構成されています。従来の動き分析ツールの制限に対処し、ユーザーフレンドリーでポータブルで費用対効果の高いソリューションを臨床医に提供します。
モーション解析システムは、強力なソフトウェアスイートを利用して、臨床現場に特化した包括的な動作解析42を可能にします。この運動パターン評価ツールは、臨床運動分析における画期的なイノベーションであり、以前のバージョンにはない、ユーザーフレンドリーでポータブル、かつ手頃な価格のソリューションを提供します。複雑なソフトウェアや特殊なハードウェアに依存する既存のシステムとは異なり、ここで説明する評価ツールは分析プロセスを合理化し、より幅広い臨床医が利用できるようにします。
このスイートは、(i) Kinovea: Movement Analysis、(ii) Synology Surveillance Station: Efficient Video Management、(iii) ApowerREC: Screen Capture and Annotation の 3 つの主要コンポーネントで構成されています。
Kinoveaは、バイオメカニクスおよび運動科学研究で広く使用されているビデオ分析ソフトウェアです。これにより、関節の角度評価が可能になり、臨床医は患者の動きを正確に測定および分析することができます。そのインターフェースは、関節の追跡、測定、視覚化のための高度な機能と相まって、人間の動きの複雑さを掘り下げるのに適した資産となっています。スポーツバイオメカニクス、臨床評価、研究現場のいずれにおいても、このビデオ解析ソフトウェアは、関節の角度と動きのダイナミクスの正確な評価に貢献します。ソフトウェアスイート内では、Kinoveaは次の目的で利用されています:(i)関節角度評価:運動中のさまざまな関節の角度を正確に測定します。(ii) 運動パターン分析:痛みや不快感の原因となる特定の運動パターンを特定し、治療の進行を経時的にモニタリングします。(iii)患者フィードバック:リハビリテーションへの理解と関与を高めるために、患者に動きのパターンを視覚的に示します。
ビデオ管理システム (VMS) である Synology Surveillance Station は、Synology ネットワーク接続ストレージ (NAS) デバイスを集中監視ソリューションに変えます。ソフトウェアスイート内で、Surveillance Stationは、システムの高速度カメラでキャプチャされたビデオを管理する上で極めて重要な役割を果たします。その機能には以下が含まれます:(i)リアルタイムモニタリング:評価セッション中の患者の動きをビデオフィードを介してリアルタイムで観察します。(ii)ビデオの再生と分析:録画したビデオを再生して、動きのパターンをより徹底的に調査します。(iii) ユーザーの管理と許可:許可されたユーザーによるビデオおよび分析機能へのアクセスを制御すること。
ApowerRECは、分析セッション中の画面アクティビティをキャプチャし、注釈を付けるのに役立ちます。その機能には以下が含まれます:(i)画面記録:動き分析セッション中の画面アクティビティを毎秒10フレームの頻度でキャプチャします。(ii)注釈機能:録音されたビデオに注釈、図面、およびコメントを追加して、コミュニケーションと文書化を強化します。(iii)録音共有:画面の録音を同僚や患者と簡単に共有できます。このソフトウェアスイートを組み合わせることで、臨床現場での動き分析のための潜在的なソリューションを提供します。
図2:患者の動きを解析するためのシステム構成。 この図は、動作解析中のカメラと患者の配置など、システムのセットアップを示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
ハードウェアは、 図 2 に示す対話型モニターで構成されています。これは中央制御ハブとして機能し、動作評価プロセス中の相互作用とデータ取得を可能にしました。4台の高速カメラ(図2)は、リアルタイムのダイナミックな動きをキャプチャするために配置されたモーションキャプチャおよび分析システムの不可欠なコンポーネントでした。これらのカメラは、正確なモーションシーケンスを記録するために装備されており、患者の運動機能を徹底的に検査することができます。 図 3 は、動作解析のセットアップの概略図を示しています。
図3:概略図。 高速カメラの配置(C)と患者の初期位置(P)を強調したセットアップの概略図。C:高速カメラ;P:患者の開始位置。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
患者は中央に配置され、患者から3mのところに戦略的に配置された4台の高速カメラに囲まれて、包括的なビューをキャプチャしました。タッチスクリーンインターフェースは、評価プロセス中のシームレスなインタラクションとリアルタイムのデータ取得のための制御ハブとして機能しました。この構成により、ダイナミックな動きを徹底的かつ詳細に記録することができ、特にLBPなどの疾患に関連する臨床現場での運動機能の包括的な分析が可能になりました。
機能的運動スクリーン(FMS)による評価
機能的運動スクリーン(FMS)は、運動パターンを評価し、身体能力の潜在的な機能障害または制限を特定するために使用されるシステムである43。これは、基本的な運動パターンと非対称性を評価するために設計された一連のテストから構成され、傷害予防とパフォーマンス最適化43を支援する。FMSはLBP患者に特化した検査ではありませんが、この検査は個人の機能的な運動能力を評価するための検証済みのツールです。FMSテストは当初、アスリート向けに開発されましたが、基本的な運動パターンに焦点を当てることは、障害のある運動パターンが痛みの強さと機能的パフォーマンスと密接に関連しているLBPの個人に関連している可能性があります14,15,16。図4は、FMSテストの詳細を、数値とカラーの最終スコアで示しています。
図 4: FMS テスト データ収集の例。 この図は、FMS テスト中のデータ収集の例を示しており、テストの各ポイントを示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
FMSが報告したように、緑色の「信号機」は、演習が機能不全の動きパターンに挑戦していないことを示しました。これらのエクササイズは、日常生活動作やトレーニングセッション中に安全に使用できます。黄色の「信号機」は、移動パターンが正しいことを示唆していましたが、2つの手足の間に非対称性が見られました。したがって、プログラミングには注意が必要です。赤い「信号機」は、これらの運動パターンの実行における機能不全を識別し、訓練プログラム43に必要なため、プログラミングにおけるそのような動きを避けることが推奨される。最終スコアに割り当てられたカラーコードは、その後のプログラム計画にとって重要性を持っていました(表2)。
評価ツールを使用して、FMSテスト中の動きパターンを正確に評価しました。カメラからのリアルタイム映像を投影するビッグパッドの前で行われました。ビデオ分析は、動きの質の調査を完了し、運動実行戦略を評価するための基本と考えられています。
より詳細に、評価された演習は次のとおりです。
フロント スクワット、 ノーハンド:ビデオ分析された最初の動きは、スティックを前に配置したスクワット(2本足の動き)でした。この動きは、被験者が FMS 評価部分のディープスクワットの評価で持っていた「オーバーヘッド」の位置の制約なしに、2 足の状況でしゃがむ動きをどのように行ったかを評価しました。この運動パターンは、地面から物を拾い上げる、椅子やソファから座ったり立ち上がったりするなど、さまざまな日常の行動にまでさかのぼることができるため、被験者が日常生活でこの動きをどのように実行したかを学び、知ることが不可欠であったため、この動きの選択が導入されました。詳細には、この動きの分析には、下肢の制御(正面図)と使用された運動戦略(側面図)の2つの主要な調査基準の評価が含まれていました。詳細については、 図 5 を参照してください。
図5:正面図と側面図から評価されたフロントスクワット(ハンドなし)の例と、対応する列スコア。 この図は、正面と側面の両方から評価されたフロントスクワット(手なし)の動きと、それに対応する動きの質のスコアを示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
下肢の制御は、足の中心と上前腸骨脊椎 (ASIS) の間の軸をトレースして評価し、膝関節の動的外反の存在を特定して定量化しました。横方向のカメラ画像を使用して行われた分析では、膝と股関節に生じる屈曲角度を分析し、使用された戦略が正しく、定量的に十分であるかどうかを判断します。
下半身運動制御画面(LB-MCS):2回目と3回目のテストは、両側のシングルレッグスクワット(片足運動)でした。詳細については、図 6 を参照してください。この動きを分析することで、片足の状況での被験者の行動を評価することができました。片足運動パターンの制御は、障害物を乗り越える、速く歩く、あるいは片足の位置が連続的に交互に繰り返す場所でのランニングなど、階段を上り下りするなど、日常生活動作の動的行動に重要な意味を持ちます。
図6:正面図と側面図から分析した下半身のMCSと、対応する列スコア。 この図は、正面図と側面図の両方から評価された下半身のMCSの動きと、それに対応する動きの質のスコアリングを示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
このテストでは、下肢制御と運動戦略の分析に加えて、1)地平線に対してASIS間で発生した傾斜角の分析による骨盤制御と、2)ASISの中点と頸静脈窩との間の傾斜角を調べることによる体幹制御の評価が可能になりました。
各運動は3つの別々の評価を受け、行のスコアが最も高いもの( 表1を参照)が最終レポートに含めるために選択され、合計スコアが計算されます。フレームは、最大降下点で側面図と正面図の両方で生成されたビデオから取得されました。
表 1: CameraLab テスト行のスコア基準。 この表は、評価ツールで実施される動きの評価を採点するために使用される基準の概要を示し、適用されるパラメーターと採点指標について詳しく説明しています。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
レポートの最終ページには、分析と結果に関する情報が掲載されています。また、運動パターンセッションや分析セッションの再学習を通じて、トレーニングプログラム中のプログラミング活動に関するアドバイスも含まれていました。トレーニングプログラムでは、正しい機能不全の動きの視覚的なバイオフィードバックを通じて、認知、連想、および自動化のフェーズに重点を置いた運動パターンセッションの再学習が行われましたが、分析セッションでは、機能的な動きの一般的な強化、柔軟性、およびROM回復のために、より激しいワークロードが実行されました。
運動パターンセッションの再学習
機能不全の運動パターンは、「運動学習」の3つの進行段階を経ることによる特定の再学習セッションによって対象とされた44。
認知フェーズでは、機能不全の運動パターンを認識し、全体の運動をより小さな要素に分解し、視覚、空間、言語のフィードバックなど、システムが提供するさまざまな形式のフィードバックを通じてこれらのパターンを修正します。
連想フェーズ:機能不全の動きと比較して正しい動きの認識を促進し、自己修正を実装します。オペレーターは、視覚、言語、空間のフィードバックを徐々に減らし、患者が新しい正しい運動パターンを学ぶように導きました。
自動化フェーズ:患者は、視覚的、空間的、または口頭でのフィードバックなしに、パス内で研究、分析、および修正された基本的な動きを実行し、態度が機能不全の場合に自己修正を要求し、デュアルタスクの状況や破壊的な要素や機能的な過負荷でもそれらを実行します。
分析セッション
これらは、筋力、柔軟性、筋肉や心血管の抵抗など、条件付き運動能力に最も類似したすべてのエクササイズを開発するために使用されました。このタイプのセッションは、テスト内で分析された一部の動きが、臀筋などの特定の筋肉群、ハムストリングスなどの運動後鎖に属する筋肉、または腹筋などのコアマッスル(横筋、 直腸筋、腹斜筋など)、 広背筋、腰椎、内転筋など、抵抗に対する分析演習によるコンディショニングや進行性の過負荷が必要な方。
運動パターンセッションと分析セッションの再学習を考慮して、どの戦略を採用するかを決定するアルゴリズム(表2)は、どのFMSの動きが赤色光を等級付けし、どのビデオ分析基準が行スコアを1≤等級付けしたかに依存していました。
表 2: 採用する戦略を決定するアルゴリズム。 この表は、FMS 運動スコアとビデオ分析基準に基づいて介入戦略を選択するために使用される意思決定アルゴリズムを示しており、運動パターン セッションの再学習と分析セッションの選択を指示します。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
このプロセスが完了すると、モーションキャプチャシステムを通じて実施されたフォローアップテストを通じて、患者がプロセス中に統合した改善を分析、検証、および定量化することができました。
ケースプレゼンテーション
ケース 1 - 患者 ID: AM
18歳の白人男性で、ボディマス指数が26.8 kg / m2 の専門学生で、腰椎調和構造凸右側弯症を呈しました。患者は、長時間座った後にLBPの慢性的な発症を報告し、以前は非外科的に管理されていた重度の脊柱側弯症(4年間の夜間コルセット)の病歴が顕著でした。患者は、慢性的な痛みが1年以上前から存在していたと述べました。彼の身体活動レベルは36 MET/週で測定されました。 表3 は、患者のベースライン特性をまとめたものです。
最初の検査では、長時間座っている場合を除いて、痛みは最小限であると報告されました。身体検査では、肩、胸部肩帯、および股関節の活動的な可動性が制限されていることからも明らかなように、前鎖と後鎖の柔軟性が限られていることが明らかになりました。患者は、受診前に標準的なリハビリテーションの病歴を持っていました。ベースライン評価(T0)により、彼のNRSスコアは4、SF-12身体的コンポーネントサマリー(PCS)は25.8、SF-12精神的コンポーネントサマリー(MCS)は46.2、RMは4、TSKは36であることが明らかになりました(詳細については 表4 を参照)。モーションキャプチャシステムによる評価は、患者の動きパターンと生体力学を特徴付けるために、包括的な患者評価で実施されました。評価の結果、FMSスコアの合計(9/21)に障害が認められ、肩の可動性(スコア1/3)、アクティブストレートレッグレイズ(スコア1/3)、体幹安定性腕立て(スコア1/3)、回転安定性(スコア1/3)、下肢制御(スコア4/6)、体幹制御(スコア3/4)、および運動戦略(スコア2/6)の障害が明らかになりました。詳細については、 表 5 を参照してください。
したがって、患者は、痛みを軽減し、炎症症状を解決し、特定の筋肉の筋力回復を達成することを目的とした標準的なリハビリテーション介入を開始しました。より詳細には、患者は、包括的なアプローチに焦点を当てて、週に3日にわたって実施され、それぞれ1時間続く12セッションのリハビリテーション介入を実施しました。セラピーセッションには、体の動きに備え、患部のこわばりを軽減するためのウォームアップが含まれていました。ウォームアップに続いて、患者はコアマッスル、柔軟性、および可動性エクササイズを強化するために設計された一連の的を絞ったエクササイズに従事しました。リハビリテーションプログラム全体を通じて姿勢矯正技術が強調され、脊椎の適切なアライメントを促進し、患部への負担を軽減しました。患者は人間工学的原則に関する教育を受け、座っているとき、立っているとき、およびその他の日常生活活動中に最適な姿勢を維持するための戦略を学びました。
標準的なリハビリテーション アプローチは、システムからの視覚的フィードバックを使用したバイオフィードバックと運動制御トレーニングによって実施されました。この技術により、患者は自分の動きのパターンをリアルタイムで観察し、姿勢やアライメントを改善するための調整を行うことができました。ガイド付きの練習と反復を通じて、患者は自分の体の仕組みに対する認識を高め、動きをより効率的かつ効果的に行うことを学びました。
リハビリテーション介入(T1)後、すべてのアウトカム指標で一貫した改善が観察され、患者の状態が良好に進行していることが示されました。NRSスコアは2に減少し、SF-12-PCSは41.0に増加し、MCSは62.4に上昇しました。さらに、RMスコアは1に減少し、TSKスコアは25に減少し、痛みのレベル、HR-QoL、障害、および運動恐怖の改善を反映しています。さらに、評価により、ベースラインと比較して、さまざまな移動パラメータの顕著な改善が明らかになりました。具体的には、ディープスクワット、ハードルステップ、インラインランジ、ショルダーモビリティ、アクティブストレートレッグレイズ、体幹安定性プッシュアップ、回転安定性、下肢制御、骨盤傾斜、体幹制御、および運動戦略の評価に改善が観察されました。 表5 は、各評価テストのスコアに関する詳細を示しています。
ケース 2 - 患者 ID: DB
38歳の白人男性、専門のサラリーマン、ボディマス指数は21.9 kg / m2で、微小椎間板切除術L4-L5の後に私たちの注意を引いた。手術前に、彼は、ふくらはぎまでの照射によるNRSの6/10の痛み、左大腿部と脚を指す感覚異常、左のラセグ徴候が陽性、および一般的な機能活動ができないと報告しました。患者は8か月間痛みを感じたと報告しました。手術前には、疼痛治療、鍼治療、マッサージ療法、TENSを受けていました。
標準的なリハビリテーションプログラムの後、手術後64日目に、患者は下肢の前鎖と後鎖の痛み、照射、または柔軟性の制限を報告しませんでした。彼は、日常生活動作における右下肢優位が左側の動きへの恐怖によって条件付けられていると報告しました。筋肉で体幹を安定させる能力は、筋肉の活性化(腹横筋、腹直筋、および腹筋内外斜筋)の分析要求では良好でしたが、機能的要求の間に安定化を維持することができませんでした。
ベースライン評価では、彼のNRSスコアは3、SF-12 PCSは47.5、SF-12 MCSは51.3、RMは5、TSKは16であることが明らかになりました(詳細については 表4 を参照)。モーションキャプチャシステムによる評価は、患者の動きパターンと生体力学を特徴付けるために、包括的な患者評価で実施されました。評価では、合計FMSスコア(10/21)に障害が見られ、ディープスクワット(スコア1/3)、肩の可動性(スコア2/3)、アクティブストレートレッグレイズ(スコア0/3)、骨盤傾斜(スコア3/4)、および運動戦略(スコア4/6)の障害が明らかになりました。詳細については、 表 5 を参照してください。したがって、患者は、痛みを軽減し、炎症症状を解決し、完全なROMと柔軟性を回復し、特定の筋肉の筋力回復を達成することを目的とした標準的なリハビリテーション介入を実施しました。
患者は14週間のリハビリテーション介入を行い、週に3回のセッションを行い、それぞれが1時間続き、包括的なアプローチに焦点が当てられました。セラピーセッションには、体の動きに備え、患部の柔軟性を高めるためのウォームアップが含まれていました。ウォームアップに続いて、患者はコアマッスルを強化するために設計された一連の的を絞ったエクササイズとアクティブROMの回復エクササイズに従事しました。正しい運動パターンの回復は、胸椎の可動性、静的および動的コアエクササイズ、静的および動的バージョンの臀筋エクササイズ、抵抗の追加、スクワット、および動きの対称性に特に焦点を当てて突進を促進するためのリハビリテーションプログラム全体で強調されました動きの対称性と視覚的なフィードバックの漸進的な除去。患者は、高さが増すボックスからのドロップジャンプ、スクワットジャンプエクササイズ、トレーニング、および減速運動を行いました。患者は、達成された目標を最適化し、日常生活のすべての活動中に正しい姿勢を再現するための原則と学習戦略に関する教育を受けました。
標準的なリハビリテーション アプローチは、システムからの視覚的フィードバックを使用したバイオフィードバックと運動制御トレーニングによって実施されました。この技術により、患者はスローモーションで自分の動きのパターンを観察し、姿勢、アライメント、運動パターンを改善するための調整を行うことができました。ガイド付きの練習、反復、そして視覚的な参照を徐々に避けることを通じて、患者は自分の身体の仕組みに対するより大きな認識を発達させ、動きをより正確、効率的、効果的に行うことを学びました。
リハビリテーション介入(T1)後、すべてのアウトカム指標で一貫した改善が観察され、患者の状態が良好に進行していることが示されました。NRSスコアは0に減少し、SF-12-PCSは55.4に増加し、MCSは54.7に上昇しました。さらに、RMスコアは1に減少し、TSKスコアは14に減少し、痛みのレベル、HR-QoL、障害、および運動恐怖の改善を反映しています。さらに、評価により、ベースラインと比較して、さまざまな移動パラメータの顕著な改善が明らかになりました。具体的には、ディープスクワット、肩の可動性、アクティブストレートレッグレイズ、骨盤の傾き、および運動戦略の評価で改善が観察されました。 表5 は、各評価テストのスコアに関する詳細を示しています。
ケース 3 - 患者 ID: LB
33歳の白人男性、ボディマス指数が24.8 kg / m2のプロのバーテンダーは、腰仙椎椎間板炎の手術後にクリニックの注意を引いた。患者は、脊椎椎間板炎手術の40日前に緊急の右椎間板切除術L4-L5手術を受けました。これは、2日間にわたって大腿部から足にかけて右下肢の急速な筋力低下と感度の欠如を経験したためです。
標準的なリハビリテーションが実施された 20 日間の入院の終了時に、患者はコルセットを着用した姿勢シフト中に、腰椎、右下肢、および仙骨腸骨両側関節の痛みを報告しました。患者は、右下肢のすべての筋肉について、医学研究評議会 (MRC) スケールの 2/5 を提示しました。コアの安定性の活性化は、分析的にも全体的にも不十分でした。
ベースライン評価(T0)により、彼のNRSスコアは4、SF-12 PCSは45.3、SF-12 MCSは30.0、RMは21、TSKは47であることが明らかになりました(詳細については 表4 を参照)。モーションキャプチャシステムによる評価は、患者の動きのパターンと生体力学を特徴付けるために、包括的な患者評価で実施されました。評価の結果、FMSスコアの合計(9/21)に障害が認められ、インラインランジ(スコア1/3)、肩の可動性(スコア1/3)、回転安定性(スコア1/3)、下肢制御(スコア4/6)、運動戦略(スコア2/6)に障害があることが明らかになった。詳細については、 表 5 を参照してください。
したがって、患者は12週間、週3回のセッション、各セッションが1時間続く標準的なリハビリテーション介入を続けました。セラピーセッションには、アクティブなエクササイズのために体を準備し、患部のこわばりを減らし、リハビリテーションセッションに関与する筋肉を活性化するためのウォームアップが含まれていました。ウォームアップの後、患者はコアマッスル、柔軟性、可動性運動を強化するために設計された一連の的を絞ったエクササイズに従事しました。大腿四頭筋、ハムストリングス、臀筋の正しいタイミングの活性化、片足バランストレーニング、漸進的な体重とバラスト抵抗を使用した股関節ヒンジの強化、静的および動的なコアエクササイズを促進するために、リハビリテーションプログラム全体で姿勢矯正技術が強調されました。患者は、自分の体のセグメントのアライメントの認識と、セラピストによる視覚的なフィードバックと言語による矯正の漸進的な除去に特に焦点を当てて、スクワット、スプリットスクワット、およびランジを行いました。患者は人間工学的原則に関する教育を受け、座っているとき、立っているとき、およびその他の日常生活活動中に正しい姿勢を維持するための戦略を学びました。
標準的なリハビリテーション アプローチは、システムからの視覚的フィードバックを使用したバイオフィードバックと運動制御トレーニングによって実施されました。この技術の導入により、患者は自分の動きのパターンを観察し、リアルタイムのフィードバックを提供することができました。これにより、姿勢、アライメント、運動パターンの調整が最適化されました。ガイド付きの練習と反復により、患者は身体の仕組みに対する認識を高め、洗練された動きの実行をしました。
リハビリテーション介入(T1)後、すべてのアウトカム指標で一貫した改善が観察され、患者の状態が良好に進行していることが示されました。NRSスコアは1に減少し、SF-12-PCSは53.9に増加し、MCSは57.8に上昇しました。また、RMスコアは4に、TSKスコアは39に減少し、疼痛レベル、HR-QoL、障害、運動恐怖症の改善を反映しています。さらに、評価により、ベースラインと比較して、さまざまな移動パラメータの顕著な改善が明らかになりました。具体的には、インラインランジ、肩の可動性、回転安定性、下肢の制御、および運動戦略の評価で改善が観察されました。 表5 は、各評価テストのスコアに関する詳細を示しています。
表3:母集団の説明。 この表は、研究対象集団の人口統計学的および臨床的特性を示しています。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
表4:患者の転帰。 この表は、最終フォローアップ後に観察された変化を含め、研究に関与した各患者の転帰をまとめたものです。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
表5:評価テスト結果。 この表は、評価テストの結果の詳細を示しており、評価された各動作パターンのパフォーマンス メトリックと動作スコアを示しています。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足ファイル1:CAREの構造と報告ガイドライン。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
この研究では、LBP患者のリハビリテーション管理へのCameraLabシステムの統合を調査しました。この研究の結果は、この革新的なデジタルソリューションが運動パターン分析に関する貴重な客観的データを提供し、筋骨格系痛の臨床リハビリテーション実践の精度と有効性を高めることを示唆しています。LBPは、生体力学的、心理的、および社会的決定要因2,8,9,10,11,12を含む多次元障害を特徴とする一般的で複雑な状態です。このケースシリーズで報告されたアプローチにより、LBPを特徴付け、痛みの強さ、身体機能、HR-QoL、および運動恐怖症の肯定的な結果によって報告されたさまざまなドメインに対処するいくつかの要因を標的とすることができました。
より詳細には、提示された症例報告の結果は、評価ツールを通じて特定された特定の運動パターンと生体力学的機能障害を標的とすることにより、痛みの強度が一貫して減少することを示しました。興味深いことに、Marich et al.45 は、同等の評価方法を使用した筋骨格系の痛みに関する研究で、同様の結果を示しました。彼らの研究で、Marichらは 、慢性LBP患者における運動パターンと機能制限との間に潜在的な関連性があることを報告しました。これらの知見は、慢性LBP患者の痛みを軽減し、機能的転帰を改善するために、運動機能障害の最適化を目的とした的を絞った介入の必要性を浮き彫りにしました。身体機能とHR-QoLの改善は、SF-12 PCSおよびMCSスコアの増加によって証明されるように、3つのケースで示されました。同様に、Letafatkar et al.46 による研究では、慢性非特異的 LBP 患者の固有受容系機能、腰椎運動制御、および HR-QoL の改善における感覚運動トレーニング プロトコルの効果が強調されました。この研究では、革新的なソリューションを備えた感覚運動トレーニングプログラムが、固有受容感覚、腰椎運動制御、およびHr-QoL46の一貫した改善につながったことを強調しています。
キネシオフォビアは、LBPの個人に共通する心理的障壁であり、しばしば回避行動や機能障害につながる47。CameraLabによるリハビリテーション介入は、動きのパターンと生体力学に関する客観的なフィードバックを提供することにより、動きに対する恐怖を改善することに成功しました。評価ツールは、患者が安全かつ効率的に移動する能力に対する信頼性を向上させることにより、運動恐怖症を軽減し、リハビリテーション活動への積極的な参加を促進する可能性があります。これに関連して、リハビリテーション25,26,48,49,50,51,52の分野で、デジタルイノベーションと技術ソリューションへの関心と投資が高まっています。この傾向は、センサー技術の進歩49,50、携帯型デバイス25の入手可能性の向上、デジタルツールを医療行為に統合することの潜在的な利点に対する認識の高まり52など、いくつかの要因によって推進されている。デジタルソリューションは、客観的なデータを提供し、患者の関与を改善し、個別化された治療アプローチを促進することにより、リハビリテーションサービスの提供を強化することを約束します53。
いくつかの状態はLBPの症状を悪化させる可能性があります。これに関連して、Zainaら54 は、脊柱側弯症の患者とない患者におけるLBPの複雑さの包括的な概要を提供し、この状態が健康の身体的および心理的側面の両方に大きく影響することを強調しました。この研究では、高度なビデオベースの動作解析技術が、脊柱側弯症患者のLBPの原因となる動きのパターンと姿勢の不均衡を正確に捉えることができる方法に焦点を当てています。この技術は、従来の評価方法では過小評価されがちな、痛みの根底にある生体力学的要因について詳細な洞察を提供します。ここで説明するアプローチは、動きの正確で客観的な評価を可能にすることにより、臨床医がより効果的でパーソナライズされた治療計画を策定するための貴重なツールを提供し、それによって患者の転帰を改善します。
観察技術や主観的な臨床評価など、従来の運動評価方法は、標準化におけるバイアスと困難に関連しています20,27,28。対照的に、モーションキャプチャシステム、慣性センサー、コンピュータービジョンアルゴリズムなどのデジタルテクノロジーにより、臨床医は高い精度と信頼性で動きのデータをキャプチャして分析できます20。この評価ツールは、運動パラメータを客観的に定量化することで、生体力学的異常を特定し、経時的な進行を追跡し、個々の患者のニーズに合わせた介入を行う可能性を示しています。さらに、LBPは、運動パターンの変化を通じて、スクワットなどの運動中の運動学的連鎖の障害に悪影響を与える可能性があります。ある研究では、慢性LBPの人は、LBPのない人よりも足首ROMに比べて股関節と膝の可動域が広いことがわかりました。これらの知見は、LBPの人はスクワット中に股関節と膝関節に負担がかかり、それが彼らの状態に寄与する可能性があることを示唆しています55。
さらに、Fronteraら56 は、実際の環境でのリハビリテーション実践を改善するための医療政策と医療サービス研究の重要性を強調しました。動きのパターンを正確に分析し、記録する能力は、リハビリテーションに大きな進歩をもたらします。これを裏付けるように、私たちの調査結果は、ビデオ分析技術が詳細な生体力学的洞察を提供するだけでなく、より個別化された効果的な治療戦略の開発もサポートすることを示しています。これは、研究結果を臨床診療に統合して研究とリハビリテーションの間のギャップを埋め、最終的にLBP患者のケアの質とアクセシビリティを強化することを目的としたFronteraらの研究56と一致しています。特定の運動パターンを対象とすることにより、CameraLab のガイド付き介入は機能的な結果を向上させるだけでなく、長期的にはプラスの影響を与える可能性があり、LBP の再発率を減らし、全体的な HR-QoL を改善します。
これらの肯定的な考慮事項に加えて、この研究には制限がないわけではありません。CameraLabは動きの評価に大きなメリットをもたらしますが、リハビリテーションを開始する前に、システムの特定の初期設定とキャリブレーションが必要です。さらに、本稿の知見は、ケースシリーズの方法論的枠組みと一致する小さなサンプルサイズに基づいている。このアプローチでは、各ケースの詳細な分析が可能ですが、研究結果の一般化可能性には注意が必要です。さらに、LBPの不均一な原因を持つさまざまなケースが、このケースシリーズで評価されました。しかし、この研究は、均質なサンプルを用いた大規模なコホート研究でさらに研究される可能性のある革新的な技術についての予備的な洞察を提供するかもしれない。最後に、この技術のコストと入手可能性により、臨床現場での広範な採用が制限される可能性があります。一方、この技術は、同様の運動パターン分析システムと比較して、リハビリテーション環境で最も安価で費用対効果の高いものの1つである可能性があることに注意する必要があります。他の類似の運動パターン分析システムによれば、オペレータ間の再現性、ランドマークの識別、または最大降下点57の選択にバイアスのリスクがあるかもしれない。これらの制限に対処するために、技術に関与するすべての人員が適切な訓練を受け、経験を積んでいることを確認します。今後の研究では、この評価ツールの有効性をより大きな患者集団でさらに検証し、その結果を従来のリハビリテーションアプローチと比較することを目指すべきである。
結論として、私たちの研究は、CameraLab システムが LBP 患者のリハビリテーション管理に役割を果たす可能性があることを示唆しています。運動パターンに関する客観的なデータを提供し、的を絞った介入を促進することにより、評価ツールは結果を改善し、臨床診療を実施する可能性を秘めています。その意味を完全に理解し、日常的なケアへの統合を最適化するには、さらなる研究が必要です。
著者は、利益相反を宣言しません。
この研究は、MUR から資金提供を受けたプロジェクト NODES の一部です - M4C2 1.5 の PNRR と助成金契約番号。ECS00000036。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
ApowerREC | Apowersoft | https://www.apowersoft.com/record-all-screen | This screen recorder serves to capture and annotate screen activity during analysis sessions |
Functional Movement Screen kit | Functional Movement Systems Inc., Chatham, VA | N/A | Funtional Movement Screen kit consisting of a two-inch by six-inch board, one four-foot-long dowel, two short dowels, and an elastic cord, is used to administer the FMS test. |
Hikvision Cameras IP POE DOME | Hikvision | DS-2CD1623G0-IZ | The cameras are equipped to record precise motion sequences and to capture dynamic movements with exceptional speed and detail. |
Kinovea | Kinovea | Version 0.9.5 | Kinovea is a video annotation tool designed for sport analysis. It features utilities to capture, slow down, compare, annotate and measure motion in videos. |
Sharp Big Pad (PN-85 TH1) | Sharp Corporation | PN-85 TH1 | The PN-85TH1 interactive BIG PAD monitor combines "4K reading" and the "Pen-on-Paper" user experience with the high precision of InGlass touch technology. Includes whiteboard and wireless capabilities to further enhance the customer experience |
Synology Surveillance Station | Synology | N/A | Robust and versatile Video Management System (VMS) designed to turn Synology Network Attached Storage (NAS) devices into centralized surveillance solutions |
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