Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

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

doi: 10.3791/59829 Published: July 22, 2019
* These authors contributed equally

Summary

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.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

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 funzioni cliniche sono illustrati nella Figura 3 e nella Tabella 1.

I 10 MWT sono diminuiti da 4,1 s al pre-allenamento a 3,3 s al post-allenamento. Il test TUG è diminuito da 9,1 s al pre-allenamento a 8,2 s durante la piovantura. Dopo due settimane di allenamento LBPP, i pazienti hanno mostrato un miglioramento dei punteggi WOMAC totali (15 contro 8), delle sottoscale del dolore (8 contro 3), delle sottoscale di rigidità (1 contro 0) e delle sottoscale di funzione (6 contro 5). I punteggi totali del dolore VAS o l'AROM estensione flessibile del ginocchio non sono cambiati dopo due settimane di trattamento.

I risultati del parametro andatura sono illustrati nella Figura 4. La fase di oscillazione destra (%height) è aumentata da 40,75 durante il pre-allenamento a 41,51 durante il post-allenamento (Figura 4A). La fase di oscillazione sinistra (%height) è diminuita da 41,11 durante il pre-allenamento a 40,33 durante il post-allenamento (Figura 4B). La lunghezza del passo destro (%height) è diminuita da 77,00 durante il pre-allenamento a 74,10 durante il post-allenamento (Figura 4C). Al contrario, la lunghezza del passo sinistro (%height) è aumentata da 74,1 durante il pre-allenamento a 75,68 durante il post-allenamento (Figura 4C). La velocità media (%height) è aumentata da 74,44 durante il pre-allenamento a 74,97 durante il post-allenamento (Figura 4D). La cadenza (passi/min) è aumentata da 117,2 al pre-allenamento a 119,8 al post-allenamento (Figura 4E). La larghezza del passo è diminuita da 0,08 m al pre-allenamento a 0,06 m al post-allenamento (Figura 4F).

Le traiettorie di movimento dell'articolazione del ginocchio nei piani frontale, sagittale e trasversale sono mostrate nella Figura 5. Entrambe le traiettorie destra e sinistra delle AROM delle ginocchia erano più vicine ai normali valori di riferimento al post-allenamento che al pre-allenamento, specialmente durante la fase di oscillazione dell'AROM del ginocchio nel piano sagittale.

I risultati delle attività EMG muscolare stretta sono mostrati figura 6. La media radice-media-quadrato (RMS) della testa lunga sinistra bicipiti femoris muscoli, il retto sinistro femoris, e semitendinos sinistro è aumentato rispettivamente da 0,160 x 0,069, 0,130 x 0,054 e 0,259 mV, rispettivamente, in fase di pre-allenamento a 0,1946 0,136, 0,317 x 0,215 e 0,315m. 0,204 mV, rispettivamente, in post-formazione (Figura 6A). Il RMS medio della testa lunga destra bicipiti femoris muscoli, destra retto femoris, e semitendinosus destro aumentato da 0.160 - 0.022, 0.136 - 0.013, e 0.259 - 0.021 mV, rispettivamente, a pre-allenamento a 0.23408, 0.206 - 0.009, e 0.438 0.017 mV, rispettivamente, a pre-allenamento a 0.2344 mV, 0.018, 0.206 - 0.009, e 0.438 0.017 mV, rispettivamente, a pre-allenamento a 0.2344 mV, 0.018, 0.206 - 0.009, e 0.438 0.017 mV, rispettivamente, a pre-allenamento a 0.2344m, 0.018, 0.206 - 0.009, e 0.438 0.021 mV, rispettivamente, a pre-allenamento a 0.2344 mV, 0.018, 0.206 - 0.009, e 0.438 0.021 mV, rispettivamente, in fase di pre-allenamento a 0.2344 mV rispettivamente in post-formazione (Figura 6C). Il picco RMS della testa lunga sinistra bicipiti femoris muscoli, il retto sinistro femoris, e semitendinosus sinistro è aumentato rispettivamente da 0,342 x 0,094, 0,256 x 0,245 e 0,528 x 0,197 mV, rispettivamente, in fase di pre-allenamento a 0,5402 , 0,097 x 0,116 e 0,784 0,0,074 mV, rispettivamente, a 0,5404 m, rispettivamente, 0,044 m, post-formazione (Figura 6B). Il picco RMS della testa lunga destra bicipiti femoris muscoli, destra retto femoris, e semitendinosus destro aumentato da 0,388 - 0,078, 0,286 - 0,036, e 0,855 - 0,055 mV, rispettivamente, in pre-allenamento a 0,5768 - 0,098, 0,390 - 0,024, e 1.300 0.140 mV a 0.5760 mV a 0.5760m post-formazione, rispettivamente (Figura 6D).

La paziente ha affermato di essere soddisfatta dell'intero processo di formazione LBPP senza alcun disagio e di voler accettare un'altra sessione in futuro.

Figure 1
Figura 1: Diagramma dell'installazione LBPP e del protocollo di formazione LBBP.
(A) Modello a piedi; (B) modello di accovacciamento; (C) Il protocollo e l'impostazione dei parametri della formazione LBPP. AROM - gamma attiva di movimento, BW - peso corporeo. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: Esempio di definizione del contatto iniziale del piede destro con il pavimento (linee verticali verdi) e a destra (linea verticale blu).
Vengono mostrati l'angolo di flessione del ginocchio (verde) e l'angolo di dorsi-plantarion della caviglia (rosso). R - a destra. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: L'immagine radiografica digitale del paziente oA del ginocchio al pre-allenamento. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: I parametri spazio-temporali del paziente con ginocchio all'intervento di allenamento pre e post LBPP.
(A) La percentuale di fase di supporto destro (verde scuro) rispetto alla fase di oscillazione (verde chiaro) nel ciclo dell'andatura. (B) La percentuale di fase di supporto sinistro (rosso scuro) rispetto alla fase di oscillazione (rosso chiaro) nel ciclo di andatura. (C) La lunghezza del passo (%height) del lato destro (verde) e lato sinistro (rosso). I pannelli (D), (E), e (F) mostrano rispettivamente la velocità media (%height/s), la cadenza e la larghezza del passo. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5: Traiettorie di movimento articolare del ginocchio nel ciclo di andatura a piano frontale, sagittale e trasversale.
Viene mostrata anche la traiettoria di movimento del ginocchio di un soggetto normale come riferimento normale (grigio), che si riferisce al sistema di acquisizione del movimento (Tabella dei materiali). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 6
Figura 6: L'attività EMG sincronizzata del paziente con OA del ginocchio nel ciclo di andatura all'intervento di allenamento pre e post LBBP.
I pannelli (A) e (C) mostrano il RMS medio dell'attività muscolare nei bicipiti femoris caput longus, retto femoris e semitendinosus, rispettivamente; pannelli (B) e (D) mostrano il picco RMS dell'attività muscolare in bicipiti femoris caput longus, retto femoris e semitendinosus, rispettivamente. RMS: radice media quadrata; mV - microvolt; L - sinistra; R - a destra. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Valutazione clinica Pre-formazione Post-formazione
10MWT (SPP) 4,1 s 3,3 s
tirare con forza 9,1 s 8,2 s
WoMAC-dolore 8 (IN vio 3 (COM del nome
Rigidità WOMAC 1 : il nome del 0 (in vie
Funzionalità WOMAC 6 È possibile: 5 Del numero 3(
NRS (dolore a riposo) 0 (in vie 0 (in vie
Estensione flessibile del ginocchio AROM A sinistra: 0o130 A sinistra: 0o130
A destra: 0o130 A destra: 0o130

Tabella 1: Risultati della valutazione clinica.
10MWT - test di camminata di 10 metri; SSP - ritmo auto-selezionato; TUGT - tempo rinuncio e andare test; WOMAC - Indice osteoartrite delle università dell'Ontario Occidentale e McMaster; NRS - la scala di valutazione numerica; AROM - intervallo attivo di movimento; s - secondo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

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 giornaliera dovuta debolezza muscolare della coscia e difficoltà di accovacciamento nei pazienti con OA al ginocchio. Per quanto ne sappiamo, questo protocollo è il primo a includere un regime di esercizio abusivo con tecnologia di non ponderazione nei pazienti con OA del ginocchio.

La progettazione di questo protocollo si basava su cinque punti principali. In primo luogo, il dolore e la conseguente rottura sono il problema principale dei pazienti con OA al ginocchio. Questo protocollo ha lo scopo di esplorare il potenziale effetto di un tapis roulant anti-gravità per aumentare la quantità di esercizio riducendo il carico del ginocchio e il dolore durante l'esercizio in pazienti con OA del ginocchio22. Pertanto, i criteri di inclusione si sono concentrati sui pazienti con oA del ginocchio con dolore al ginocchio quando si cammina, si accovaccia e/o si inginocchia. In secondo luogo, WOMAC e KOOS sono entrambi ampiamente utilizzati nelle cliniche per valutare la funzione fisica dei pazienti con OA del ginocchio. WOMAC viene utilizzato per valutare i sintomi associati alla condizione dei pazienti con OA del ginocchio e dell'anca (cinque elementi di dolore, due elementi di rigidità e 17 elementi di funzione articolare) e per riflettere la gravità e gli effetti terapeutici dell'artrite16. Il KOOS è uno strumento auto-somministrato utilizzato per valutare i problemi associati al ginocchio tra cui lesioni articolari del ginocchio e OA (42 elementi in cinque sottoscale: dolore, altri sintomi, attività di vita quotidiana, sport e ricreazione)17. Inoltre, l'EQ-5D viene utilizzato per valutare le condizioni generali dei pazienti, che comprende cinque dimensioni (mobilità, auto-cura, attività usuali, dolore / disagio, ansia / depressione)18. Anche se questo protocollo si concentra principalmente sul dolore e la funzione fisica dei pazienti con OA del ginocchio da lieve a moderato, il KOOS e l'EQ-5D per una valutazione completa della salute è facoltativo e raccomandato. In terzo luogo, la sessione di allenamento LBPP consiste nei moduli a piedi e accovacciati. Il modulo a piedi si concentra sul miglioramento della funzione di deambulazione e dell'attività del ginocchio, e il modulo accovacciato si concentra sulla valorizzazione della forza muscolare stretta23. È evidente, tuttavia, che l'artrite retroparataria dovrebbe essere esclusa dal nostro protocollo di formazione LBBP a causa di strutture anatomiche strette (tracciamento misera della rotula attraverso la scanalatura femorale) e della pressione di carico fisico pesante indotta da squat, che può aggravare il dolore24. Nel frattempo, se il paziente non può tollerare il modello di allenamento accovacciato, viene eseguita solo la modalità di camminata. Quarto, i periodi di riscaldamento e raffreddamento graduali sono importanti per una migliore adattamento con alta intensità di esercizio all'inizio della sessione di esercizio e il ripristino del peso corporeo completo lentamente prima di interrompere la sessione di esercizio. Infine, nel nostro protocollo, la frequenza dell'addestramento al tapis roulant alter-gravità è di sei volte a settimana per due settimane, ma la frequenza di allenamento può essere regolata in base alla situazione specifica del paziente e dei loro pagamenti Medicare, come una sessione di trattamento con due o tre volte a settimana per tre settimane.

Confrontando i risultati in fase di pre-formazione e post-formazione di 2 settimane, che viene presentata nella sezione dei risultati rappresentativi, il miglioramento funzionale si è riflesso principalmente in tre aspetti. In primo luogo, il miglioramento della capacità di deambulazione, che si riflette nella diminuzione del costo del tempo dei 10 test MWT e TUG (la riduzione del TUG indica anche una riduzione del rischio di caduta) (Tabella 1) oltre al miglioramento nei parametri di analisi dell'andatura 3D , incluso un aumento della velocità media (%height) e della cadenza e diminuzione della larghezza del passaggio (Figura 4). In secondo luogo, un aumento della forza muscolare nei muscoli della coscia, tra cui il retto femoris, semitendinoso, e bicipiti lunga testa feconi femoris su entrambi i lati (Figura 6). In terzo luogo, una riduzione del dolore al ginocchio (anche se il punteggio complessivo di dolore NRS non era evidente al pre-allenamento in condizioni di riposo, il paziente ha lamentato che il dolore principale è stato indotto durante le attività funzionali, come camminare o salire e scendere le scale). Inoltre, dopo due settimane di formazione LBPP, la valutazione WOMCA ha mostrato una significativa riduzione del dolore durante l'esercizio funzionale (Tabella 1). Inoltre, i risultati raccolti dal sistema di analisi del movimento dell'andatura 3D durante le sessioni di allenamento pre e post LBPP sono stati coerenti con i risultati delle scale di valutazione clinica nel nostro studio. Vale la pena notare che la mobilità attiva dell'articolazione del ginocchio non è migliorata in modo significativo prima e dopo il trattamento, ma l'analisi del movimento dell'andatura 3D ha mostrato che entrambi i lati delle traiettorie di movimento dell'articolazione del ginocchio erano più vicini al riferimento normale nel piano sagittale post-formazione rispetto al pre-formazione (Figura 5). Nel frattempo, il paziente non ha restrizioni in AROM, nessun dolore a riposo. Questo potrebbe spiegare perché la ROM del ginocchio non è cambiata.

Dobbiamo affrontare alcune limitazioni in questo articolo. In primo luogo, questo articolo mira a fornire un protocollo per tapis roulant anti-gravità in pazienti con OA del ginocchio sulla base della nostra esperienza clinica passata e precedenti rapporti di ricerca10,11,22. Tuttavia, i nostri risultati sono validi solo in questo caso rapporto (a causa della mancanza di metodi di valutazione oggettivi nelle nostre applicazioni cliniche passate, come l'analisi dell'andatura 3D e il gruppo di controllo convenzionale). L'efficacia clinica di questo approccio richiede ulteriori indagini. In secondo luogo, né il protocollo né il rapporto del caso hanno comportato più sessioni o follow-up. Considerando l'irreversibilità e il progresso della malattia dell'OA del ginocchio, raccomandiamo di seguire questa coorte nell'ambito di studi futuri.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgments

Questo studio è stato finanziato dall'Università di Medicina di Guangzhou (Grant Number 2018A053).

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. McAlindon, T. E., et al. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 22, 363-388 (2014).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Segal, N. A., et al. Effect of quadriceps strength and proprioception on risk for knee osteoarthritis. Medicine & Science in Sports & Exercise. 42, 2081 (2010).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Patil, S., et al. Anti-gravity treadmills are effective in reducing knee forces. Journal of Orthopaedic Research. 31, 672-679 (2013).
  12. Nicolas-Alonso, L. F., Gomez-Gil, J. Brain computer interfaces, a review. Sensors (Basel). 12, 1211-1279 (2012).
  13. 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).
  14. Dolphin, N. W., Crue, B. L. Pain: Clinical Manual For Nursing Practice. Clinical Journal of Pain. 5, 363 (1989).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Rabin, R., De-Charro, F. EQ-5D: a measure of health status from the EuroQol Group. Annals of Medicine. 33, 337-343 (2001).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Iii, R. B. D. A gait analysis data collection and reduction technique. Human Movement Science. 10, 575-587 (1991).
  22. 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).
  23. Escamilla, R. F. Knee biomechanics of the dynamic squat exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 33, 127-141 (2001).
  24. 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).
Il tapis roulant a pressione positiva del corpo inferiore per la riabilitazione dell'osteoartrite del ginocchio
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liang, J., Guo, Y., Zheng, Y., Lang, S., Chen, H., You, Y., O’Young, B., Ou, H., Lin, Q. The Lower Body Positive Pressure Treadmill for Knee Osteoarthritis Rehabilitation. J. Vis. Exp. (149), e59829, doi:10.3791/59829 (2019).More

Liang, J., Guo, Y., Zheng, Y., Lang, S., Chen, H., You, Y., O’Young, B., Ou, H., Lin, Q. The Lower Body Positive Pressure Treadmill for Knee Osteoarthritis Rehabilitation. J. Vis. Exp. (149), e59829, doi:10.3791/59829 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter