무릎 관절염 재활을위한 하체 양압 러닝 머신

요약

여기서, 임상의의 관점에 기초하여, 우리는 임상, 기능 평가 방법론 이외에 2 모델 하체 양성 압력 (LBPP) 프로토콜 (걷기 및 쪼그리고 는 모형)를 제안합니다, 추가 격려를 위한 세부사항을 포함하여 무릎 관절염 환자에서 비 약물 외과 개입 전략의 개발. 그러나, 우리는 단지 3 차원 보행 분석을 통해 한 환자에서 통증과 무릎 기능의 개선에 LBPP 훈련의 효과를 제시. 이 접근의 정확한, 장기 효과 미래 연구에서 탐구 한다.

초록

여기서, 임상의의 관점에 기초하여, 우리는 임상, 기능 평가 방법론 이외에 2 모델 하체 양성 압력 (LBPP) 프로토콜 (걷기 및 쪼그리고 는 모형)를 제안합니다, 추가 격려를 위한 세부사항을 포함하여 무릎 관절염 환자에서 비 약물 외과 개입 전략의 개발. 그러나, 우리는 단지 3 차원 보행 분석을 통해 한 환자에서 통증과 무릎 기능의 개선에 LBPP 훈련의 효과를 제시. 이 접근의 정확한, 장기 효과 미래 연구에서 탐구 한다.

서문

무릎 관절염(OA)은 진행성 퇴행성 관절 상태이며 전 세계 인들의 통증 및 운동 장애의주요 원인1. 무릎 OA는 골형성 및 낭종 형성, 좁은 관절 간격 및 경화골 경화증^2를특징으로 한다. 이러한 병리학적 변화로 인해 걷기, 쪼그리고 앉기, 계단을 오르내리는 등 일상생활의 필수 활동을 수행하기가 어려워지다 3. 그러나, 신체 활동은 일선 무릎 OA 관리^4의필수 구성 요소로 권장됩니다. 무릎 OA 재활을위한 운동 개입은 여러 가지 요인에 의해 영향을받습니다: (1) 통증과 경미한 무릎 구조 적 변화로 인한 제한된 무릎 관절 운동; (2) 무릎 안정 및 근력 저하와 관련된근육 위축 5; 및 (3) 상기 이유는 운동의 감소와 체질량 지수 (BMI)의 증가로 이어지며, 이는 무릎에 대한부담을 더욱 증가시켜 악순환6을 일으킨다.

상기 에 대한 대응으로, 체중 지원 훈련 시스템(BWSTT)은 점차 뼈 및 관절질환 관련 재활 7을 다루고 있다. 최근에는, 새롭게 떠오르는 체중 지원 트레이닝 기술 중 하나가 하체 양압(LBPP) 러닝머신(7)이라고 한다. 이 기술은 허리 높은 풍선을 사용하여 긍정적 인 낮은 사지 압력을 달성하고 체중 감소를 달성하기위한 목적으로 체중을 조절하기 위해 공기 압력을 정확하게 조정합니다. 이 시스템은 또한 체중 8의 통제하에 러닝머신 관련 활동을 동시에 수행할 수있는 러닝머신 플랫폼을 갖추고 있습니다. 한편, 팽창 된 인클로저에서 생성 된 압력은 신체에 대한 리프팅 력을 제공합니다. 압력은 대기압보다 약간 높으며 고르게 분포되기 때문에 하체의 힘은 거의 눈에 띄지 않습니다. 따라서 LBPP 실행 플랫폼은 더 높은 수준의 편안함을 제공하며 기존의 BWSTT 9에비해 장기 교육에 더 적합합니다. 필러 등은 32명의 무릎 OA 환자에 대한 LBPP 러닝머신 개입을 수행하고 LBPP 러닝머신이 효과적으로 무릎 통증을 완화하고, 일상 생활 기능을개선하며, 허벅지 근육 강도10의 증가를 생성할 수 있음을 보여주었다. 잠재적 인 메커니즘은 무릎 관절 토크를 감소시키면서 효과적인 무릎 관절 활동의 성취와 관련이있을 수 있습니다¹¹. 한편, 무릎 OA 환자의 발병 연령이 대부분 45세 이상인^12세이후, 발병은 또한 심장 폐 질환과 연관될 수 있다. 연구 결과에 따르면 LBPP는 사람들이 상대적으로 낮은 심박수, 혈압 및 산소 소비로 걷기를 달성하고 전체 체중 플랫 워킹보다 더 안전하고 효과적인 유산소 운동을 달성 할 수 있습니다. 이러한 유형의 걷기는 전통적인 BWSTT^13과비교할 때 LBPP의 또 다른 장점입니다.

그러나, 무릎 OA 개입에 이 시스템의 비교적 새로운 적용으로 인해, 상대적으로 소수의 기존 연구는 무릎 OA 재활에서 이 기술의 임상 적용을 크게 제한했다. 본 조에서 제안된 LBPP 프로토콜은 LBPP 러닝머신을 이용한 임상 비약물 및 외과무릎 OA 치료를 탐구하는 것을 목표로 한다.

프로토콜

이 임상 프로젝트는 광저우 의과 대학 제 5 제휴 병원의 의료 윤리 협회의 승인을 받았으며 중국 임상 시험 등록 센터 (No. ChiCTR1800017677 및 제목 "무릎 관절염 환자에서 낮은 사지 모터 기능에 안티 중력 디딜 방아의 효과 및 메커니즘").

1. 모집

1. 경증에서 중간 정도의 방사선 학적 증거로 제시 하는 환자를 모집 (켈그렌 & 로렌스 등급 II 또는 III) 하나 또는 두 무릎 통증에 무릎 OA 걷기, 쪼 그리고, 그리고 무릎을 꿇고 (최소 수준 3/10 수치 통증 등급 척도에 [NPRS] 포함하기 전에).
2. 이 환자는 더 심각한 무릎 OA가 없는지 확인 (켈그렌 & 로렌스 학년 IV), 소급 관절염 또는 진보적 인 훈련을 용납에서 그들을 방지 할 수있는 건강 상태.
3. 참여하기 전에 각 환자로부터 서면으로 동의를 얻으십시오.

2. 사전 교육 평가

1. 체중, 신장, 과거 병력 및 과거 또는 현재 약물을 포함한 환자의 완전한 인구 통계학적 형태.
2. 임상 평가
   1. 숫자 등급 척도(NRS)^14를실시합니다. 0에서 10까지 11 개의 숫자로 통증 강도를 환자에게 설명하도록 요청하십시오.
   2. 핸드헬드 2암 고니오미터(2°마크가 있는 26cm 암)를 사용하여 능동/수동 무릎 관절 운동 범위(ROM) 평가^15를 실시합니다.
   3. 서부 온타리오 및 맥매스터 대학 골관절염 지수를 실시 (WOMAC)¹⁶. 환자에게 통증 관련 항목 5개, 강성 항목 2개 및 기능성 항목 17개에 대해 직선으로 통증 또는 제한된 기능의 해당 위치를 표시하도록 요청합니다. "0"은 통증이나 기능 제한이 없음을 나타냅니다. "10"은 심한 통증 또는 극단적인 제한된 기능을 나타낸다.
   4. 무릎 부상과 골관절염 결과 점수를 실시 (KOOS)¹⁷ (선택 사항). 환자에게 통증, 기타 증상, 일상 생활 활동, 스포츠 및 레크리에이션의 다섯 가지 하위 항목별로 5단계로 자체 평가 설문지를 완료하도록 요청합니다.
   5. 유럽 5차원 건강 척도(EQ-5D) 18(선택 사항)을 실시합니다. 환자에게 이동성, 자기 관리, 일반적인 활동, 통증/불편함, 불안/우울증의 다섯 가지 차원에 대해 3단계로 표시하도록 요청합니다.
   6. 10미터 도보 테스트(10MWT)를^19번실시한다. 환자에게 안전과 편안함을 위해 스스로 선택한 속도로 3회 연속 10MWT 시험을 수행하도록 요청하십시오. 환자에게 10m 동안 도움없이 걷고 중간 6m에 걸린 시간을 측정하십시오 (가속 및 감속 효과를 제외).
   7. 시간 당 기와 이동 (TUG) 테스트²⁰. 환자에게 3회 연속 TUG 시험(일어서서 3m를 걷고, 돌리고, 뒤로 걷고, 앉는다)을 스스로 선택한 속도로(안전과 편안함을 위해) 수행하도록 요청합니다.
3. 3차원(3D) 보행 분석(선택 사항)을 수행합니다.
   참고: 이 LBPP 교육 프로토콜에는 3D 걸음걸이 및 동시 근전도(EMG) 분석이 필요하지 않지만 필요에 따라 추가 객관적인 평가에 사용할 수 있습니다.
   1. 데이비스 프로토콜^21에기초하여 환자의 해부학 적 랜드 마크에 스물 두 구형 마커를 위치.
   2. 환자의 양측 직류 페모리스, 세미텐디노스 및 긴 머리 이두근 femoris에 6 개의 표면 EMG 전극을 배치합니다.
   3. 스탠딩 위치에서 교정을 수행합니다. 환자에게 다른 발과 관련하여 한 쪽 발이 더 앞쪽 또는 후방 위치에 있지 않도록 하기 위해 발이 정렬된 채 적어도 3-5s의 기립 위치를 유지하도록 요청합니다.
   4. 환자에게 5m 보도를 따라 스스로 선택한 속도로 5 번 걷도록 지시하십시오.
   5. 환자로부터 모든 구형 마커 및 EMG 전극을 제거합니다. 나중에 섹션의 지침에 따라 데이터 처리를 위해 수집된 모든 데이터를 저장합니다.

3. LBPP 교육

참고 : 반 중력 러닝머신 (재료 표)이 LBPP 교육 프로토콜에 사용되었으며 그림1에 나와 있습니다. 환자 안전을 위해 치료사는 LBPP에 환자를 설정하고 전체 치료 과정을 감독해야합니다.

1. 준비
   1. 환자 준비
      1. 환자에게 특정 LBPP 러닝머신 훈련 과정 및 관련 예방 조치를 소개합니다.
      2. 훈련 전에 환자의 혈압(BP) 및 심박수(HR)를 확인합니다(60 bpm ≤ HR ≤ 120 bpm 및 90/60 mmHg ≤ BP ≤ 160/100 mmHg).
      3. 환자의 허리 둘레에 따라 에어 씰 쇼츠의 크기를 결정하고 환자에게 반바지를 착용하도록 요청하십시오.
   2. 대중력 러닝머신 설정
      1. 시스템 전면 덮개에 있는 스위치를 작동하여 러닝머신을 켜고 반중력 러닝머신의 자체 테스트를 실행합니다.
      2. 조종석을 내리고 환자가 반중력 러닝머신의 패브릭 인클로저로 들어갑니다.
      3. LBPP 트레이닝 모델에 따라 조종석을 적절한 높이로 들어 올리세요: 조종석 높이는 보행 모델의 앞쪽 우수한 장골 척추에 있어야 하며, 스쿼팅 모델의 대퇴골보다 약간 아래에 있어야 합니다. 조종석이 제자리에 있으면 환자를 중력 방지 러닝머신에 넣습니다.
      4. 장비와 함께 제공된 안전 끈을 사용하여 훈련 과정에서 응급 정지에 필수적인 환자의 의류에 클립을 고정하십시오 (환자가 넘어지거나 기분이 좋지 않은 경우).
      5. 환자에게 러닝머신 벨트 의 표면에 가만히 서서 시스템의 어떤 부분의 지지없이 환자의 전신 체중 (BW)을 잡고 무게를 측정 할 수 있도록 지시한 다음 시작 버튼을 눌러 반 중력 러닝 머신 시스템을 수행하십시오. 가중치가 정확하지 않은 계산을 할 수 있습니다.
      6. 기계와 함께 제공되는 3대의 카메라를 배치하고(전방 및 양자간) 트레이닝 과정에서 동기화된 비디오 피드백을 얻기 위해 위치를 조정한다; 이것은 환자가 이상한 운동 패턴을 정정하는 것을 도울 것입니다.
2. 교육 세션
   참고 : 전체 교육 세션은 2 주 동안 일주일에 6 번 30 분 동안 수행됩니다. LBPP 콘솔의 "+" 및 "-" 버튼 컨트롤로 조정해야 하는 주요 매개 변수는 속도(시간당 마일, mph), BW 지원(%), 경사(%) 무릎의 활성 운동 범위 (AROM).
   1. 5분(속도 = 0−2.0mph, BW = 65%, 기울기 = 0%)으로 워밍업 세션을 시작합니다. 분당 7% 단위로 속도를 0.4mph 및 BW 지원으로 증가시킵니다.
   2. 15분(속도 = 2.0mph, BW = 65%, 기울기 = 0%)으로 걷기 모델 세션을 수행합니다.
   3. 5분(속도 = 2.0−0mph, BW = 65%-100%, 기울기 = 0%)으로 쿨다운 세션을 수행합니다. 분당 7% 감소로 속도를 0.4mph, BW 지원 속도를 줄입니다.
   4. 5 분 (속도 = 0 mph, BW = 50 %, 경사 = 0 %, AROM = 0 ° -50 ° 또는 50 ° 내에서 최대 내분력 관절 범위, 30 초의 스쿼트 후 30 초 의 휴식 기간)을 가진 스쿼팅 모델 세션으로 끝납니다.
      참고 : 임상 적용에서,이 LBPP 교육 세션은 환자의 허용 오차에 따라 조정되어야합니다. 또한 환자가 쪼그리고 앉는 훈련 모델을 견딜 수없는 경우 보행 모드만 수행됩니다.

4. 교육 후 평가

참고 : 동일한 치료사가 각 환자의 사전 및 사후 평가를 완료합니다.

1. NRS, 능동/수동 ROM, WOMAC, KOOS, EQ-5D, 10MWT, TUG 및 3D 보행 분석을 포함한 LBBP 트레이닝 세션 2주 후에 환자를 재평가합니다.
2. 즐거움과 자기 의식 개선의 정도, 계속하고자하는 욕망, 제안을 포함하여이 LBPP 프로토콜에 대한 환자의 만족과 피드백을 기록하십시오.

5. 3D 걸음걸이 분석 데이터 처리

1. 3D 걸음걸이분석 시스템에 포함된 걸음걸이 분석 소프트웨어(재료 표)를 실행합니다.
2. 각 보행 시험의 걸음걸이 주기에서 발 뒤꿈치 스트라이크(오른쪽/왼쪽 발 초기 접지 접촉)와 발가락 오프(오른쪽/왼쪽발가락이 지면에서 들어올려지다)의 이벤트를 정의합니다(그림 2).
3. 시공간적 파라미터, 무릎 관절 운동학 및 표면 EMG 활성 파라미터를 구한다.

결과

우리는 60 세 여성 (BMI = 22.9)이 "무릎 관절염의 3 년 이상"과 그녀가 걸을 때 심한 통증 (시각적 아날로그 규모 [VAS] = 8/10)에서 2 주 LBPP 교육 프로그램에 참여한 무릎 OA 환자로부터 결과를 보여줍니다. 시설. 전체 개입 동안 환자는 무릎 통증을 완화하기 위해 진통제를 복용하지 않았습니다. 그녀의 무릎 관절의 방사선 학적 이미지와 임상 기능 평가의 결과는 도 3 및 표

토론

우리는 무릎 OA에 있는 더 낮은 말단 모터 기능의 재활을 위한 임상 평가 및 처리 모형 을 둘 다 포함하는 LBPP 러닝머신 내정간섭 프로토콜을 제안했습니다. 한편, 임상 증상 및 무릎 OA 기능 장애에 대한 응답으로, 치료 모델은 LBPP 프로토콜에서 걷기위한 훈련 섹션뿐만 아니라 혁신적인 쪼그리고 훈련 섹션을 포함, 이는 인해 매일 기능 장애를 해결하는 것을 목표로 허벅지 근육 약점 과 무릎 OA 환?...

자료

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