Das Unterkörper-Positivdruck-Laufband für die Knie-Osteoarthritis-Rehabilitation
Summary
Hier schlagen wir auf der Grundlage des Standpunkts eines Arztes ein Zwei-Modell-Niederkörper-Positivdruckprotokoll (LBPP) (Walking- und Squatting-Modelle) vor, zusätzlich zu einer klinischen, funktionellen Bewertungsmethode, einschließlich Details zur weiteren Förderung der Entwicklung von nicht-medikamentösen chirurgischen Interventionsstrategien bei Kniearthrose-Patienten. Wir stellen jedoch die Wirkung des LBPP-Trainings bei der Verbesserung der Schmerz- und Kniefunktion bei einem Patienten nur durch dreidimensionale Ganganalyse dar. Die genauen langfristigen Auswirkungen dieses Ansatzes sollten in zukünftigen Studien untersucht werden.
Abstract
Hier schlagen wir auf der Grundlage des Standpunkts eines Arztes ein Zwei-Modell-Niederkörper-Positivdruckprotokoll (LBPP) (Walking- und Squatting-Modelle) vor, zusätzlich zu einer klinischen, funktionellen Bewertungsmethode, einschließlich Details zur weiteren Förderung der Entwicklung von nicht-medikamentösen chirurgischen Interventionsstrategien bei Kniearthrose-Patienten. Wir stellen jedoch die Wirkung des LBPP-Trainings bei der Verbesserung der Schmerz- und Kniefunktion bei einem Patienten nur durch dreidimensionale Ganganalyse dar. Die genauen langfristigen Auswirkungen dieses Ansatzes sollten in zukünftigen Studien untersucht werden.
Introduction
Kniearthrose (OA) ist eine progressive degenerative Gelenkerkrankung und eine Hauptursache für Schmerzen und Bewegungsstörungen bei Menschen auf der ganzen Welt1. Knie OA ist gekennzeichnet durch Osteophyten und Zystenbildung, schmale Gelenkabstände und subchondrale Knochensklerose2. Diese pathologischen Veränderungen machen es schwierig, wesentliche Aktivitäten des täglichen Lebens wie Gehen, Hocken und Gehen auf und ab Treppen3durchzuführen. Körperliche Aktivität wird jedoch als wesentlicher Bestandteil des First-Line-Knie-OA-Managementsempfohlen 4. Übungsintervention für knieliche OA-Rehabilitation wird durch mehrere Faktoren beeinflusst: (1) begrenzte Kniegelenksbewegung durch Schmerzen und kleinere kniestrukturelle Veränderungen; (2) Muskelatrophie im Zusammenhang mit der Aufrechterhaltung der Kniestabilität und einer Abnahme der Muskelkraft5; und (3) die oben genannten Gründe führen zu einer Verringerung der Bewegung und zu einer Erhöhung des Body-Mass-Index (BMI), was die Belastung der Knie weiter erhöht und so einen Teufelskreis 6 erzeugt.
Als Reaktion auf die oben genannten Probleme hat sich das körpergewichtsgestützte Trainingssystem (BWSTT) nach und nach mit der Rehabilitation von Knochen- und Gelenkerkrankungen befasst7. In den letzten Jahren wird eine der aufkommenden körpergewichtsgestützten Trainingstechnologien als Unterkörper-Laufband (LBPP)7bezeichnet. Diese Technologie verwendet einen hüfthohen aufblasbaren Ballon, um einen positiven Druck der unteren Gliedmaßen zu erreichen und den Luftdruck genau anzupassen, um das Körpergewicht zu regulieren, um eine Gewichtsreduktion zu erreichen. Das System ist auch mit einer Laufplattform ausgestattet, die gleichzeitig Laufband-bezogene Aktivitäten unter der Kontrolle des Körpergewichts8durchführen kann. In der Zwischenzeit sorgt der im aufgeblasenen Gehäuse erzeugte Druck für eine Hebekraft gegen den Körper. Da der Druck nur geringfügig über dem Luftdruck liegt und gleichmäßig verteilt ist, ist die Kraft auf den Unterkörper fast unmerklich. Damit bietet die LBPP Laufplattform ein höheres Maß an Komfort und eignet sich besser für Langzeitschulungen als die traditionelle BWSTT9. Peeler et al. führten eine LBPP Laufbandintervention bei 32 Knie-OA-Patienten durch und zeigten, dass das LBPP LaufbandKnieschmerzen effektiv lindern, die täglichen Lebensfunktionen verbessern und eine Erhöhung der Oberschenkelmuskelkraft 10 erzeugen kann. Der mögliche Mechanismus könnte mit der Erreichung einer effektiven Kniegelenkaktivität bei gleichzeitiger Verringerung des Kniegelenksdrehmoments11zusammenhängen. Da das Alter des Auftretens von Knie-OA-Patienten meist über45 Jahre alt ist, kann der Beginn auch mit Herz-Lungen-Erkrankungen in Verbindung gebracht werden. Studien haben gezeigt, dass LBPP ermöglicht es Menschen, gehen als Bewegung mit relativ niedriger Herzfrequenz, Blutdruck, und Sauerstoffverbrauch zu erreichen sicherer und effektiver aerobe Übung als Vollgewicht flaches Gehen zu erreichen; diese Art des Gehens ist ein weiterer Vorteil von LBPP im Vergleich zu herkömmlichen BWSTT13.
Aufgrund der relativ neuen Anwendung dieses Systems auf Knie-OA-Interventionen haben die relativ wenigen bestehenden Studien die klinische Anwendung dieser Technologie in der Knie-OA-Rehabilitation stark eingeschränkt. Das in diesem Artikel vorgeschlagene LBPP-Protokoll zielte darauf ab, die klinische nicht-medikamentöse und chirurgische Knie-OA-Behandlung mit dem LBPP Laufband zu untersuchen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Wir schlugen ein LBPP-Laufband-Interventionsprotokoll vor, das sowohl klinische Bewertungs- als auch Behandlungsmodelle für die Rehabilitation der motorischen Funktion der unteren Extremität im Knie-OA umfasst. In der Zwischenzeit, als Reaktion auf die klinischen Symptome und Knie OA Dysfunktion, das Behandlungsmodell umfasst nicht nur eine Trainingsabteilung für das Gehen im LBPP-Protokoll, sondern auch eine innovative Hocken Training Abschnitt, die die tägliche Dysfunktion aufgrund von Oberschenkelmuskelschwäche u…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde von der Guangzhou Medical University (Grant Number 2018A053) finanziert.
Materials
| 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 |
References
- McAlindon, T. E., et al. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 22, 363-388 (2014).
- Luyten, F. P., Denti, M., Filardo, G., Kon, E., Engebretsen, L. Definition and classification of early osteoarthritis of the knee. Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy. 20, 401-406 (2012).
- Lankhorst, G. J., Van de Stadt, R. J., Van der Korst, J. K. The relationships of functional capacity, pain, and isometric and isokinetic torque in osteoarthrosis of the knee. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine. 17, 167-172 (1985).
- Waugh, E., et al. Physical activity intervention in primary care and rheumatology for the management of knee osteoarthritis: A review. Arthritis Care & Research. 71 (2), 189-197 (2019).
- Segal, N. A., et al. Effect of quadriceps strength and proprioception on risk for knee osteoarthritis. Medicine & Science in Sports & Exercise. 42, 2081 (2010).
- Linda, F., et al. EULAR recommendations for the non-pharmacological core management of hip and knee osteoarthritis. Annals of the Rheumatic Diseases. 72, 1125-1135 (2013).
- Watanabe, S., Someya, F. Effect of Body Weight-supported Walking on Exercise Capacity and Walking Speed in Patients with Knee Osteoarthritis: A Randomized Controlled Trial. Journal of the Japanese Physical Therapy Association. 16, 28-35 (2013).
- Takacs, J., Anderson, J. E., Leiter, J. R., MacDonald, P. B., Peeler, J. D. Lower body positive pressure: an emerging technology in the battle against knee osteoarthritis?. Clinical Interventions in Aging. 8, 983-991 (2013).
- Ruckstuhl, H., Kho, J., Weed, M., Wilkinson, M. W., Hargens, A. R. Comparing two devices of suspended treadmill walking by varying body unloading and Froude number. Gait & Posture. 30, 446-451 (2009).
- Peeler, J., Christian, M., Cooper, J., Leiter, J., MacDonald, P. Managing Knee Osteoarthritis: The Effects of Body Weight Supported Physical Activity on Joint Pain, Function, and Thigh Muscle Strength. Clinical Journal of Sport Medicine. 25, 518-523 (2015).
- Patil, S., et al. Anti-gravity treadmills are effective in reducing knee forces. Journal of Orthopaedic Research. 31, 672-679 (2013).
- Nicolas-Alonso, L. F., Gomez-Gil, J. Brain computer interfaces, a review. Sensors (Basel). 12, 1211-1279 (2012).
- Webber, S. C., Horvey, K. J., Yurach Pikaluk, M. T., Butcher, J. S. Cardiovascular responses in older adults with total knee arthroplasty at rest and with exercise on a positive pressure treadmill. European Journal of Applied Physiology. 114, 653-662 (2014).
- Dolphin, N. W., Crue, B. L. Pain: Clinical Manual For Nursing Practice. Clinical Journal of Pain. 5, 363 (1989).
- Lavernia, C., D’Apuzzo, M., Rossi, M. D., Lee, D. Accuracy of Knee Range of Motion Assessment After Total Knee Arthroplasty. The Journal of Arthroplasty. 23, 85-91 (2008).
- Bellamy, N., Buchanan, W. W., Goldsmith, C. H., Campbell, J., Stitt, L. W. Validation study of WOMAC: a health status instrument for measuring clinically important patient relevant outcomes to antirheumatic drug therapy in patients with osteoarthritis of the hip or knee. Journal of Rheumatology. 15, 1833-1840 (1988).
- Collins, N. J., Misra, D., Felson, D. T., Crossley, K. M., Roos, E. M. Measures of knee function: International Knee Documentation Committee (IKDC) Subjective Knee Evaluation Form, Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS), Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score Physical Function Short Form (KOOS-PS) Knee O. Arthritis Care & Research. 63, S208-S228 (2011).
- Rabin, R., De-Charro, F. EQ-5D: a measure of health status from the EuroQol Group. Annals of Medicine. 33, 337-343 (2001).
- Wirz, M., et al. Effectiveness of automated locomotor training in patients with chronic incomplete spinal cord injury: a multicenter trial. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 86, 672-680 (2005).
- Shumway-Cook, A., Baldwin, M., Polissar, N. L., Gruber, W. Predicting the probability for falls in community-dwelling older adults. Physical Therapy. 77, 812-819 (1997).
- Iii, R. B. D. A gait analysis data collection and reduction technique. Human Movement Science. 10, 575-587 (1991).
- Peeler, J., Ripat, J. The effect of low-load exercise on joint pain, function, and activities of daily living in patients with knee osteoarthritis. Knee. 25 (1), 135-145 (2018).
- Escamilla, R. F. Knee biomechanics of the dynamic squat exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 33, 127-141 (2001).
- Linschoten, R. V., et al. The PEX study – Exercise therapy for patellofemoral pain syndrome: design of a randomized clinical trial in general practice and sports medicine [ISRCTN83938749]. BMC Musculoskeletal Disorders. 7, 31 (2006).
