Article de méthode

Entraînement à la plateforme d’équilibre par rétroaction visuelle combiné à une rééducation conventionnelle pour la fonction d’équilibre après une arthroplastie totale du genou

DOI :

10.3791/69994

17 février 2026

Dans cet article

Résumé

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L’objectif du protocole présenté est d’améliorer la fonction d’équilibre après une arthroplastie totale du genou en combinant l’entraînement conventionnel de rééducation avec l’entraînement à la plateforme d’équilibre par rétroaction visuelle.

Résumé

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L’objectif du protocole est d’étudier la faisabilité et l’efficacité de la combinaison de la rééducation conventionnelle avec la formation à la plateforme d’équilibre par rétroaction visuelle chez des patients âgés subissant une arthroplastie totale du genou (ATK) unilatérale primaire. La méthode montre un essai contrôlé randomisé en simple aveugle ayant recruté 60 patients subissant une TKA unilatérale primaire (23 hommes, 37 femmes). Les participants ont été assignés au hasard à un groupe témoin (n=30 ; âge moyen 69,60 ± 2,98 ans) ou à un groupe d’observation (n=30 ; âges moyens 70,87 ± 4,26 ans). Le groupe témoin a reçu une réhabilitation conventionnelle, tandis que le groupe d’observation a reçu une réhabilitation conventionnelle ainsi qu’une formation sur la plateforme d’équilibre visuelle-rétroaction. L’intervention de rétroaction visuelle a commencé lors de la deuxième semaine postopératoire, réalisée 5 fois par semaine pendant 20 à 30 minutes par séance, sur une période de 5 semaines. La fonction d’équilibre a été évaluée à l’aide de métriques spécifiques à la plateforme : longueur de la trajectoire de mouvement (LMT) et ellipse de l’aire de mouvement (AME). La mobilité fonctionnelle a été évaluée via le test Timed Up and Go (TUGT), la posture à une jambe (SLS), le timed sit-to-stand (STS) et le Timed Stair Test (TST). Les données ont été analysées à l’aide de tests t indépendants et jumelés, avec un niveau de signification de p < 0,05. Après le programme de 6 semaines, les deux groupes ont montré des améliorations significatives sur tous les paramètres par rapport à la référence (p < 0,05). Cependant, le groupe d’observation a montré des résultats nettement supérieurs à ceux du groupe témoin. Plus précisément, les métriques de stabilité statique (LMT, AME) et les performances du TUGT étaient nettement meilleures dans le groupe d’observation (p < 0,01). De même, le groupe d’observation a montré une amélioration significative du SLS, du STS et du TST (p < 0,05) par rapport aux témoins. L’intégration de la formation à la plateforme d’équilibre par rétroaction visuelle avec la rééducation conventionnelle a considérablement amélioré la fonction d’équilibre statique et dynamique chez les patients âgés de l’ATC, offrant une efficacité supérieure à la seule rééducation conventionnelle.

Introduction

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L’arthrose du genou (KOA) est un trouble musculo-squelettique dégénératif répandu, touchant environ 23 % des personnes âgées de 40 ans et plus dans le monde, et se caractérise par des douleurs chroniques, une mobilité articulaire limitée, un trouble de l’équilibre et de la proprioception, une démarche anormale et un déclin fonctionnelgénéral. Malgré les avancées dans les techniques diagnostiques et thérapeutiques, le KOA reste un défi important pour la santé publique en raison du vieillissement de la population et de l’augmentation des taux d’obésité. L’arthroplastie totale du genou (ATC) est une intervention efficace pour l’KOA en phase terminale, soulageant la douleur et améliorantla fonction 2. Cependant, les preuves suggèrent que de nombreux patients continuent de présenter des limitations fonctionnelles après l’opération, notamment une réduction moyenne de la vitesse de marche de 18 % et une réduction allant jusqu’à 51 % de la vitesse de montéedes escaliers 3. Notamment, environ 40 % des patients atteints de TKA restent à haut risque de chutes, comparable au niveau4 préopératoire, et présentent des difficultés significatives dans des activités fonctionnelles telles que l’accroupissage, les mouvements latéraux et levirage de 5 ans.

La rééducation postopératoire après une arthroplastie totale du genou (ATC) est cruciale pour restaurer la fonction, soulager la douleur et renforcer l’indépendance du patient dans la vie quotidienne6. Les objectifs clés incluent la maximisation de l’amplitude de mouvement (ROM) et le renforcement des muscles péri-articulaires, améliorant ainsi les activités de la vie quotidienne (AVQ)7. La stabilité et le contrôle de l’équilibre du genou — qui reposent sur une proprioception intacte et un contrôle neuromusculaire efficace — sont essentiels pour des résultats optimaux après l’ATG.

Le système d’entraînement de plateforme d’équilibrage par retour visuel, un dispositif basé sur le retour visuel, combine une évaluation quantitative de l’équilibre avec un exerciceciblé 8. Ce protocole cible les patients âgés post-ATC ayant une capacité partielle de support. Cependant, pour garantir la sécurité et la faisabilité, elle exclut les patients présentant un trouble cognitif sévère (MMSE < 24) ou ceux incapables de se tenir debout de manière autonome. En fournissant un retour visuel en temps réel sur les mouvements du centre de pression (COP), le système guide les patients à travers des exercices multidirectionnels orientés vers les tâches, conçus pour renforcer la boucle de contrôle sensorimoteur. Comparée à la réhabilitation subjective conventionnelle, cette approche améliore l’apprentissage moteur en fournissant un point d’attention externe pour la correction immédiate des erreurs. Bien que la formation par rétroaction visuelle ait démontré son efficacité dans des populations de rééducation neurologique, telles que les AVC ou la maladie de Parkinson, son application spécifique et son protocole standardisé pour la récupération de l’équilibre post-TKA méritent une investigation plus approfondie. Par conséquent, l’objectif de ce protocole est de démontrer une méthode standardisée d’entraînement par rétroaction visuelle visant à faciliter des améliorations quantifiables de la stabilité statique et dynamique de l’équilibre chez les patients atteints de TKA, en répondant aux limites de la rééducation subjective conventionnelle.

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Protocole

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Ce protocole d’étude a reçu l’approbation du comité d’éthique de l’hôpital affilié de l’Université médicale de Xuzhou (Numéro d’approbation : XYFY2024-KL316-01), et un consentement éclairé a été obtenu de tous les participants.

1 . Conception de l’étude et sélection des participants

  1. Utilisez un essai contrôlé randomisé, utilisant le simple aveugle et un groupe témoin, pour évaluer la faisabilité et l’efficacité du programme. Sélectionnez un total de 60 patients ayant subi une arthroplastie totale unilatérale primaire du genou (ATC) au Département de chirurgie orthopédique de l’Hôpital affilié à l’Université Médicale de Xuzhou, de janvier 2024 à juin 2025, comme sujets d’étude.
  2. Assignez aléatoirement les patients à un groupe témoin (n=30) et à un groupe d’observation (n=30) à l’aide d’un tableau des nombres aléatoires. Dissimulez l’allocation à l’aide d’enveloppes opaques, numérotées séquentiellement et scellées. Les détails des instruments se trouvent dans le Tableau des matériaux.
  3. Sélection des critères d’éligibilité
    1. Critères d’inclusion : inclure les patients subissant une ATC unilatérale pour la première fois ; âge ≥65 ans ; alerte, avec une fonction cognitive normale (score Mini-Mental State Examination [MMSE] > 24), sans déficience auditive et capable de communication efficace ; et ont signé un formulaire de consentement éclairé et se sont engagés à participer au suivi tout au long de l’étude.
    2. Critères d’exclusion : Exclure les patients présentant une insuffisance sévère des organes vitaux tels que le cœur, le foie, les poumons ou les reins ; des patients diagnostiqués avec un trouble anxieux, une dépression, ou ceux qui prennent des médicaments psychiatriques depuis longtemps ; les participants se sont inscrits simultanément à d’autres études cliniques interventionnelles ; et des participants présentant d’autres troubles neurologiques pouvant altuer significativement la fonction de l’équilibre (par exemple, accident vasculaire cérébral, neuropathie périphérique sévère, etc.).
  4. Aléatoire et aveuglement
    1. Attribuer aléatoirement les patients à un groupe témoin (n=30) et à un groupe d’observation (n=30) en utilisant une méthode standard de table des nombres aléatoires afin d’assurer une randomisation complète et d’éliminer le biais de sélection. Dissimulez l’allocation à l’aide d’enveloppes opaques, numérotées séquentiellement et scellées. Notez que cette étude utilise un simple aveuglement (les évaluateurs aveuglés à l’allocation de groupe ; Figure 1).

2 . Évaluations de référence

REMARQUE : Avant l’expérience, les évaluations suivantes ont été réalisées par un kinésithérapeute expérimenté pour tous les patients : LMT (mm), AME (mm2), le Timed Up and Go Test (TUGT), le Single-Leg Stance Time (SLS), le Mided Stand-to-Stand Test (STS) et le Timed Stair Test (TST).

  1. Évaluation du système d’entraînement de la plateforme d’équilibrage par retour visuel : Utilisez le système d’entraînement de la plateforme d’équilibrage par rétroaction visuelle pour effectuer des tests en position debout à deux pieds. Enregistrer les paramètres COP dans les états à œil ouvert et fermé : LMT (mm) et AME (mm²). Chaque essai de test durait 30 s, répétez le test 3 fois, et prenez la valeur moyenne. Pour LMT, une longueur plus grande signifie une fonction d’équilibre moins bonne. Pour les AME, une zone plus grande signifie une fonction d’équilibre moins bonne. Une valeur plus petite des 2 paramètres indique une meilleure fonction d’équilibrage.
    REMARQUE : La condition d’yeux ouverts évalue l’équilibre avec une intégration sensorielle complète, tandis que la condition d’yeux fermés isole les contributions proprioceptives et vestibulaires en éliminant l’entrée visuelle.
  2. TUGT : Instruire le patient à se lever d’une chaise standard (hauteur de siège d’environ 46 cm), à marcher en ligne droite pendant 3 m, à se retourner, à revenir et à se rasseoir. Autorisez une seule tentative d’entraînement. Effectuez le test formel deux fois et notez le temps moyen (s). N’apportez aucune assistance physique pendant le test.
  3. SLS : Évalue la capacité d’équilibre statique sur une jambe. Demandez au patient de se tenir debout, les deux mains naturellement pendantes sur les côtés. Une jambe est pliée au niveau du genou et soulevée du sol d’environ 15 à 20 cm, les deux jambes évitant le contact. Notez la durée (en s) pendant laquelle le patient maintient la stabilité d’une jambe, sans que le pied levé touche le sol ou que la jambe de soutien ne bouge pas. Testez le temps de position sur une jambe du côté chirurgical avec les yeux ouverts. Effectuez le test deux fois et utilisez la meilleure valeur pour l’analyse. Une valeur plus grande indique une meilleure fonction d’équilibre.
  4. TST : Notez le temps total (en s) nécessaire au patient pour monter et descendre rapidement et en toute sécurité quatre marches (chaque marche mesurant environ 17 à 18 cm de haut). Ce test reflète la mobilité fonctionnelle, la force et l’équilibre dynamique. Faites le test 1 fois. Une valeur plus petite indique une meilleure fonction d’équilibrage.

3 . Formation de rééducation conventionnelle après l’ATC

REMARQUE : Les patients des groupes témoin et d’observation ont reçu cette formation.

  1. Stade 1 (1 à 7 jours après l’opération)
    1. Préparez un exercice de pompe de cheville avec 5 secondes par répétition, 5 à 10 fois par série, 4 à 5 séries par jour.
    2. Entraînement à la mobilité articulaire : Effectuez un entraînement continu assisté par dispositif de mouvement passif avec restriction d’angle de flexion du genou < 90°, 20 minutes par séance, une fois par jour. Effectuez des exercices actifs d’extension du genou 5 à 10 fois par série, 2 à 3 séries par jour.
    3. Effectuez des exercices isométriques de contraction pour les muscles fessiers, quadriceps, ischio-jambiers, etc., 5 à 10 fois par série, 2 à 3 séries par jour.
    4. Effectuez des exercices de respiration avec respiration profonde, des exercices de toux, combinés à des exercices d’étirement des membres supérieurs et d’expansion thoracique, 5 à 10 fois par série, 2 à 3 séries par jour.
    5. Entraînement au transfert : Dans la plage de tolérance, utilisez un déambulateur pour effectuer des exercices progressifs de transfert de poids à 10 minutes par séance, une fois par jour.
    6. Kinésithérapie : Effectuer un traitement de stimulation électrique neuromusculaire (NMES), avec des électrodes placées sur les muscles médiaux et latéraux des cuisses pour favoriser l’activation du quadriceps à 20 minutes par séance, une fois par jour.
    7. Gestion de la douleur et du gonflement : Appliquer de la glace sur le genou affecté après l’entraînement à 25 minutes par séance, une fois par jour.
  2. Stade 2 (2 à 6 semaines après l’opération)
    1. Entraînement à la mobilité articulaire pour la mobilisation rotulienne : Effectuez des exercices actifs de flexion et d’extension du genou, avec une transition progressive vers l’entraînement au power cycling de 5 à 10 minutes par jour.
    2. Entraînement musculaire : Effectuez des exercices isométriques pour les muscles fessiers, quadriceps, ischio-jambiers, progressant progressivement vers un entraînement en résistance qui combine des mouvements à chaîne fermée (comme les micro-squats et le fait assis pour se lever) avec des mouvements en chaîne ouverte (comme les extensions assise du genou) à 10 à 20 répétitions par série, 2 à 3 séries par jour.
    3. Entraînement à l’équilibre debout : Maintenez une stabilité statique en restant debout sur les deux pieds (au départ, un soutien externe modéré peut être apporté au genou affecté). Entraînez-vous à passer de l’état ouvert à l’état fermé à 5 à 10 minutes par jour.
    4. Entraînement de base de l’équilibre dynamique : Effectuer debout sur une jambe (côté sain/côté affecté) ; déplacer le centre de gravité vers l’avant, l’arrière, la gauche et la droite ; marchant de côté ; Je marche sur place 10 à 20 minutes par jour.

4 . Entraînement de plateforme d’équilibrage visuel-rétroaction

REMARQUE : Seul le groupe d’observation a reçu cette formation.

  1. Heure et durée du début de la formation : Programmez l’ouverture de l’intervention pour la deuxièmesemaine postopératoire en fonction des considérations de sécurité et des phases de rééducation clinique standard. Réservez lapremière semaine pour la guérison aiguë des plaies, la gestion de l’œdème et la prévention de la TVP. L’entraînement actif de la plateforme d’équilibre par rétroaction visuelle nécessite de la prise de poids, commencez dès la semaine 2 (en accord avec le début de la rééducation conventionnelle de stade 2) afin d’assurer la sécurité et la tolérance du patient. Faites de l’entraînement 5 fois par semaine, chaque fois durant 20 à 30 minutes (y compris les périodes de repos entre les séries), pour un total de 5 semaines.
  2. Créez un profil personnalisé pour chaque patient, incluant le nom complet, l’âge, le numéro d’identification d’hospitalisation, le diagnostic et d’autres informations médicales pertinentes.
  3. Expliquez et démontrez la méthode de fonctionnement correcte pour chaque programme afin que le patient comprenne pleinement l’objectif de la formation.
  4. Choisissez un plan d’entraînement approprié en fonction de l’équilibre, de la fonction et de la tolérance physique du patient. Définissez des paramètres pour chaque programme, comme la durée de l’entraînement, le niveau de difficulté, etc.
  5. Augmentez la difficulté de l’entraînement de simple à complexe, et la durée de l’entraînement de court à long. Évaluez la douleur à l’aide de l’échelle analogique visuelle (VAS) et la fatigue à l’aide de la cote Borg de l’effort perçu (RPE). Si le score VAS > 5 ou RPE > 13 pendant le processus d’entraînement, réduisez l’intensité de l’entraînement ou mettez la séance en pause immédiatement.
  6. Demandez au patient de se tenir devant l’appareil (Figure 2) et de se tenir sur la planche d’équilibre avec les deux pieds. Demandez au patient de prendre la posture fonctionnelle debout : l’intérieur de la cheville du pied passe par la ligne horizontale rouge (3 cm sous l’axe horizontal A3-A7), les deux pieds sont parallèles aux épaules et aux hanches, avec le talon du pied sur le même axe horizontal (Figure 3).
  7. Suivez la formation sur la plateforme d’équilibre visuel-retour comme suit.
    1. Étape 1 (environ semaines 1-2 de formation) : Concentrez-vous principalement sur le contrôle de l’équilibre statique, afin de renforcer la fonction de stabilité statique des patients.
    2. Mode entraînement : Utilisez le mode entraînement à la stabilité statique. Activez le système d’entraînement à l’équilibre par retour visuel et suivez les étapes ci-dessous.
    3. Accédez au menu d’évaluation, sélectionnez Évaluation de stabilité statique. Configurez le mode d’entraînement et les paramètres, puis cliquez sur Options pour accéder à l’interface des paramètres. Dans les paramètres généraux, sous l’option localisation, sélectionnez Statique. Dans l’option temps, sélectionnez Entraînement (s).
    4. Dans la sélection des paramètres, choisissez Simple parmi les options continues. Fixez la plage d’entraînement en fonction des résultats de l’évaluation statique de la stabilité du patient. Définissez une zone d’entraînement circulaire dont l’origine du système de coordonnées est son axe et l’amplitude moyenne de balancement dans les directions antérieur-postérieur (axe Y) et latérale (axe X) comme son diamètre.
    5. Générez une zone d’entraînement en cliquant sur l’échelle correspondante sur l’axe X ou Y, et le système générera automatiquement une plage circulaire centrée à l’origine avec la valeur définie comme rayon, affichée dans le système de coordonnées.
    6. Commencez l’entraînement. Faites en sorte que le patient se tienne sur la balance board et appuyez sur le bouton Start . Le patient contrôle le curseur à l’écran (+) en déplaçant son poids corporel, le maintenant dans la zone circulaire. Si le curseur sort de cette zone, le système émet une alerte bip-bip. Réglez les paramètres à 3 à 5 séries par session, 3 minutes par série, avec 1 à 2 minutes de repos entre les séries. Augmentez la difficulté de l’entraînement en réduisant la surface du cercle.
    7. Étape 2 (Semaines 2-3 d’entraînement) : Effectuer la stabilité posturale dynamique pour passer du contrôle statique à la stabilité dynamique en utilisant le mode stabilité dynamique bipède décrit ci-dessous.
    8. Activez le système d’entraînement à l’équilibre par retour visuel et suivez les étapes ci-dessous.
    9. Accédez au menu d’évaluation, cliquez sur le bouton Limite de stabilité dans le menu. Configurez le mode entraînement, qui comprend deux options : entraînement statique et entraînement dynamique. L’entraînement statique bloque la planche d’équilibre en place, empêchant le mouvement. L’entraînement dynamique débloque la planche d’équilibre, nécessitant un ajustement de son niveau de fermeté dans une plage de 1 à 50.
    10. Commencez l’entraînement. Demandez au patient de se tenir debout avec les deux pieds sur une plateforme d’équilibre et de contrôler le curseur (+) à l’écran en déplaçant le poids du corps du patient pour toucher des points ciblés clignotants et apparaissant aléatoirement (Figure 4). Réglez les paramètres à 8 à 10 séries par session avec 1 à 2 minutes de repos entre les séries. Si 75 % de la valeur de référence est atteinte dans les résultats d’entraînement, utilisez ce critère pour passer à l’étape suivante.
    11. Étape 3 (semaines 3-5 d’entraînement) : Effectuer un contrôle complexe orienté vers la tâche pour améliorer la coordination neuromusculaire à travers des activités complexes spécifiques à chaque tâche. Utilisez des scénarios ludiques (par exemple, ski simulé, stand de tir, contrôle de vol, etc.).
    12. Méthode d’entraînement : Demandez au patient d’effectuer des déplacements dynamiques de poids pour franchir les obstacles ou capturer des cibles dans l’environnement interactif du jeu. Ouvrez le système de test d’équilibre et d’entraînement par retour visuel, puis sélectionnez la méthode d’entraînement dans le menu du jeu.
    13. Cliquez sur le module SKI. Le système affichera la page des paramètres d’entraînement. Configurez les trois paramètres suivants dans l’ordre : Mode d’entraînement : Statique = Verrouiller la planche de balance, Dynamique = Déverrouiller la planche de balance ; Niveau de difficulté = Divisé en trois niveaux : Facile, Moyen et Difficile.
      Comprend trois options : taille, jambe simple et assis. Commencez par le mode statique, progressant progressivement des niveaux faciles aux niveaux difficiles. Pour la zone d’entraînement, sélectionnez la taille, avec les deux pieds positionnés sur la planche d’équilibre. Pendant l’entraînement, les patients contrôlent le personnage en jeu en déplaçant leur poids corporel, en visant à éviter de toucher les rampes latérales et à atteindre avec succès la ligne d’arrivée.
    14. Cliquez sur le module Stand de tir . La page contextuelle fonctionne de manière similaire au module de piste de ski. Après avoir sélectionné les paramètres appropriés d’entraînement au jeu, commencez l’entraînement. Pendant la séance d’entraînement, le patient élimine des cibles apparaissant aléatoirement en déplaçant son poids corporel.
    15. Définissez les paramètres à 1 à 2 modules de tâches différents par session. Une fois que les patients peuvent terminer la formation des tâches simples aux difficiles en mode statique, faites-les progresser vers l’entraînement en mode dynamique, passant des tâches simples aux tâches difficiles. Mesurez l’évolution de l’entraînement au ski par la capacité du patient à contrôler le centre de gravité de son corps afin d’empêcher le personnage de l’interface de toucher les rails latéraux. Mesurez l’évolution de l’entraînement au stand de tir par la capacité du patient à contrôler son centre de gravité pour toucher complètement la cible dans l’interface du jeu.
  8. Au fur et à mesure que la fonction du patient se rétablit, en fonction de ses performances et de l’évaluation du kinésithérapeute, il faut régulièrement recombiner le plan d’entraînement et ajuster la difficulté et la durée de l’entraînement.

5 . Procédures de suivi

  1. Après 6 semaines de traitement, réévaluez tous les patients, y compris LMT et AME dans les états à yeux ouverts et fermés, TUGT, SLS, STS et TST. Ces réévaluations ont été réalisées par le même kinésithérapeute.

6 . Analyse des données

  1. Analysez toutes les données en utilisant SPSS 20.0. Test de normalité : Utilisez la statistique de Kolmogorov-Smirnov pour tester la normalité de toutes les variables.
  2. Comparaison de référence : Calculer les différences démographiques et cliniques au départ à l’aide d’une analyse unidirectionnelle de la variance (ANOVA) ou du test χ².
  3. Analyse des résultats : Utilisez des tests t à échantillons appariés pour comparer les changements au sein du groupe (avant et après l’intervention). Utilisez des tests t à échantillons indépendants pour comparer les groupes témoin et observation après l’intervention. En plus des valeurs p, calculez la différence moyenne (DM), les intervalles de confiance à 95 % (IC à 95 %) et les tailles d’effet (d de Cohen) pour quantifier l’ampleur et la précision des effets du traitement.
  4. Signification : Considérez une valeur p < 0,05 comme statistiquement significative.

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Résultats

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Un total de 60 patients ont été inscrits et répartis aléatoirement soit dans le groupe témoin, soit dans le groupe d’observation (Tableau 1). Les caractéristiques de base étaient strictement contrôlées. Il n’y a pas eu de différence statistiquement significative entre les deux groupes pour le sexe, l’âge, la durée de la maladie ou le côté de la lésion (p> 0,05), indiquant que les deux groupes étaient comparables au départ (Tableau 1).

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Discussion

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Les résultats de cette étude indiquent que l’intégration de la formation sur la plateforme d’équilibre visuelle-rétroaction dans la rééducation conventionnelle pour un programme de 6 semaines peut améliorer significativement la fonction d’équilibre chez les patients ayant subi une chirurgie unilatérale de l’ATC, avec une efficacité clinique supérieure à la rééducation conventionnelle seule.

La fonction d’équilibre fait référence à la capacité avancée de contrô...

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

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Projet soutenu par l’Hôpital affilié de l’Université Médicale de Xuzhou (2023ZY05) ; Projet de construction de l’hôpital de haut niveau de la province du Jiangsu (GSPSJ20240810).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Dispositif de rééducation des articulations des membres inférieursXuzhou Kangmai Medical Equipment Technology Co., Ltd030805000067
Système pro-kinTecnoBody Company, Italie030899000212

Références

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Mots-clés

Visual Feedback TrainingElderly PatientsRandomized Controlled TrialFunctional MobilityStatic StabilityTimed Up And Go

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