Login processing...

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

Medicine

Das Unterkörper-Positivdruck-Laufband für die Knie-Osteoarthritis-Rehabilitation

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

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

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

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.

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

Das klinische Projekt wurde von der Medical Ethics Association des Fifth Affiliated Hospital der Guangzhou Medical University genehmigt und ist im China Clinical Trial Registration Center (Nr. ChiCTR1800017677 und mit dem Titel "Effekt und Mechanismus der Anti-Schwerkraft Laufband auf niedrigere Limb MotorFunktion bei Patienten mit Knie-Osteoarthritis").

1. Rekrutierung

  1. Rekrutieren Sie Patienten, die beim Gehen, Hocken und/oder Knien mit röntgengrafischen Nachweisen von mild bis mäßig (Kellgren & Lawrence Grades II oder III) Knie-OA in einem oder beiden Knien und Knieschmerzen vorliegen (Mindeststufe 3/10 auf numerischer Schmerzbewertungsskala [NPRS] vor der Aufnahme).
  2. Stellen Sie sicher, dass diese Patienten keine schwere Knie-OA (Kellgren & Lawrence Grad IV), retropatelare Arthritis oder eine Erkrankung haben, die sie daran hindern würde, progressives Training zu tolerieren.
  3. Erhalten Sie vor ihrer Teilnahme eine schriftliche Informierteeinwilligung von jedem Patienten ein.

2. Evaluierung im Rahmen der Schulung

  1. Vollständige demografische Formen des Patienten einschließlich Gewicht, Höhe, Vergangenheit der Krankengeschichte und alle vergangenen oder aktuellen Medikamente.
  2. Klinische Bewertung
    1. Führen Sie die numerische Bewertungsskala (NRS)14durch. Bitten Sie den Patienten, die Schmerzintensität mit 11 Zahlen von 0 bis 10 zu beschreiben, wobei 0 keine Schmerzen und 10 die schlimmsten Schmerzen sind.
    2. Führen Sie die aktive/passive Kniegelenks-Bewegungsbereichs-Bewertung (ROM)15 mit einem handgeführten 2-Arm-Goniometer (26 cm Arme mit 2°-Markierungen) durch.
    3. Führen Sie den Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC)16durch. Bitten Sie den Patienten, die entsprechende Schmerzposition oder eingeschränkte Funktion auf einer geraden Linie für 5 schmerzbedingte Gegenstände, 2 Steifigkeitselemente und 17 funktionelle Elemente zu markieren. "0" zeigt keine Schmerzen oder keine Funktionsbeschränkung an. "10" zeigt starke Schmerzen oder extrem eingeschränkte Funktion an.
    4. Führen Sie den Knieverletzungs- und Osteoarthritis-Ergebnis-Score (KOOS)17 (optional) durch. Bitten Sie den Patienten, den Selbstbewertungsfragebogen mit fünf Ebenen für jeden Artikel in fünf Teilskalen zu beenden: Schmerzen, andere Symptome, Aktivitäten des täglichen Lebens, Sport und Erholung.
    5. Führen Sie die europäische fünfdimensionale Gesundheitsskala (EQ-5D)18 (optional) durch. Bitten Sie den Patienten, die drei Ebenen für fünf Dimensionen zu markieren: Mobilität, Selbstversorgung, übliche Aktivitäten, Schmerzen/Beschwerden und Angst/Depression.
    6. Führen Sie den 10-Meter-Lauftest (10 MWT)19durch. Bitten Sie den Patienten, drei aufeinanderfolgende 10 MWT-Studien in einem selbst gewählten Tempo für Sicherheit und Komfort durchzuführen. Bitten Sie den Patienten, 10 m ohne Hilfe zu gehen und die Zeit für die mittleren 6 m zu messen (um Beschleunigungs- und Verzögerungseffekte auszuschließen).
    7. Führen Sie den Timed up and go (TUG) Test20durch. Bitten Sie den Patienten, drei aufeinanderfolgende TUG-Studien (aufstehen, 3 m gehen, drehen, zurückgehen und sich hinsetzen) in einem selbstgewählten Tempo (für Sicherheit und Komfort) durchzuführen.
  3. Führen Sie die dreidimensionale (3D) Ganganalyse (optional) durch.
    HINWEIS: 3D-Gang- und parallele Elektromyographie-Analysen (EMG) sind für dieses LBPP-Trainingsprotokoll nicht erforderlich, können aber bei Bedarf für weitere objektive Bewertungen verwendet werden.
    1. Positionieren Sie 22 kugelförmige Marker auf den anatomischen Landmarken des Patienten basierend auf dem Davis-Protokoll21.
    2. Positionieren Sie sechs Oberflächen-EMG-Elektroden auf dem bilateralen rectus femoris, semitendinosus und Long Head Biceps femoris des Patienten.
    3. Führen Sie die Kalibrierung in der Standposition durch. Bitten Sie den Patienten, eine orthostatische Position für mindestens 3-5 s mit den Füßen ausgerichtet zu halten, um zu vermeiden, dass ein Fuß in einer vorderen oder hinteren Position in Bezug auf den anderen.
    4. Weisen Sie den Patienten an, fünfmal mit einer selbst gewählten Geschwindigkeit auf dem 5-m-Laufweg zu gehen.
    5. Entfernen Sie alle kugelförmigen Marker und EMG-Elektroden vom Patienten. Speichern Sie alle gesammelten Daten für die Datenverarbeitung später nach den Anweisungen im Abschnitt.

3. LBPP-Schulung

HINWEIS: Für dieses LBPP-Trainingsprotokoll wurde ein Anti-Schwerkraft-Laufband (Materialtabelle) verwendet und in Abbildung 1dargestellt. Zur Patientensicherheit ist ein Therapeut verpflichtet, den Patienten im LBPP einzurichten und den gesamten Behandlungsprozess zu überwachen.

  1. vorbereitung
    1. Patientenvorbereitung
      1. Stellen Sie den spezifischen LBPP Laufband-Trainingsprozess und die damit verbundenen Vorsichtsmaßnahmen für den Patienten vor.
      2. Überprüfen Sie den Blutdruck (BP) und die Herzfrequenz (HR) des Patienten vor dem Training (60 bpm bei 120 bpm und 90/60 mmHg bei BP bei 160/100 mmHg).
      3. Bestimmen Sie die Größe der Luftsiegelshorts entsprechend dem Taillenumfang des Patienten und bitten Sie den Patienten, die Shorts anzuziehen.
    2. Anti-Schwerkraft-Laufband-Aufbau
      1. Schalten Sie das Laufband ein, indem Sie den Schalter auf der Vorderen Abdeckung des Systems bedienen und das Anti-Schwerkraft-Laufband selbst testen.
      2. Senken Sie das Cockpit und lassen Sie den Patienten in das Gewebegehäuse des Anti-Schwerkraft-Laufbandes treten.
      3. Heben Sie das Cockpit entsprechend dem LBPP-Trainingsmodell auf die entsprechende Höhe: Die Cockpithöhe sollte für das Wandermodell an der vorderen überlegenen Iliac-Spinne und für das Hockermodell etwas unter dem größeren Trochanter des Oberschenkels liegen. Sobald das Cockpit an Ort und Stelle ist, ziehen Sie den Patienten in das Anti-Schwerkraft-Laufband.
      4. Verwenden Sie das mitgelieferte Sicherheitsband, um den Clip auf der Kleidung des Patienten zu befestigen, was für den Notfallstopp während des Trainings vorgangsweise unerlässlich ist (falls der Patient stürzt oder sich nicht wohlfühlt).
      5. Weisen Sie den Patienten an, auf der Oberfläche des Laufbandbandes still zu stehen, damit das System das volle Körpergewicht (BW) des Patienten ohne Jegliche Unterstützung durch irgendeinen Teil des Systems halten und wiegen kann, und drücken Sie dann die Starttaste, um ein Anti-Schwerkraft-Laufbandsystem durchzuführen Berechnung für genaue Entgewichtung.
      6. Platzieren Sie drei mitgelieferte Kameras (vor und bilateral, Abbildung 1) und passen Sie die Positionen an, um das synchronisierte Video-Feedback während des Trainings zu erhalten; Dies wird dem Patienten helfen, abnormale Bewegungsmuster zu korrigieren.
  2. Trainingseinheit
    HINWEIS: Die gesamte Trainingseinheit wird 30 min lang durchgeführt, sechsmal pro Woche für zwei Wochen. Die wichtigsten Parameter, die mit den Tastensteuerungen "+" und "–" in der LBPP-Konsole angepasst werden müssen, sind Geschwindigkeit (Meilen pro Stunde, mph), BW-Unterstützung (%), Steigung (%) aktiven Bewegungsumfang (AROM) des Knies.
    1. Starten Sie die Aufwärmsitzung mit den folgenden Einstellungen: 5 min (Geschwindigkeit = 0 x 2,0 mph, BW = 65%, Steigung = 0%). Erhöhen Sie die Geschwindigkeit um 0,4 mph und BW-Unterstützung in 7% Schritten pro Minute.
    2. Führen Sie die Walking-Modell-Sitzung mit den folgenden Einstellungen durch: 15 min (Geschwindigkeit = 2,0 mph, BW = 65%, Steigung = 0%).
    3. Führen Sie die Abkühlsitzung mit den folgenden Einstellungen durch: 5 min (Geschwindigkeit = 2,0 x /mph, BW = 65%-100%, Steigung = 0%). Verringern Sie die Geschwindigkeit um 0,4 mph und BW-Unterstützung in 7% Dekremente pro Minute.
    4. Am Ende mit der Hockenmodell-Sitzung mit den folgenden Einstellungen: 5 min (Geschwindigkeit = 0 mph, BW = 50%, Steigung = 0%, AROM = 0°-50° oder der maximal tolerierbare Gelenkbereich innerhalb von 50°, 30 s Hocken gefolgt von einer 30 s Ruhezeit).
      HINWEIS: In der klinischen Anwendung sollte diese LBPP-Schulung entsprechend der Toleranz des Patienten angepasst werden. Darüber hinaus wird, wenn der Patient das Hockentrainingsmodell nicht tolerieren kann, nur der Gehmodus durchgeführt.

4. Bewertung nach dem Training

HINWEIS: Derselbe Therapeut schließt die Vor- und Nachbewertung jedes Patienten ab.

  1. Bewerten Sie den Patienten nach 2 Wochen lbBP-Training, einschließlich NRS, aktiv/passiver ROM, WOMAC, KOOS, EQ-5D, 10 MWT, TUG und 3D-Ganganalyse.
  2. Zeichnen Sie die Zufriedenheit und das Feedback der Patienten zu diesem LBPP-Protokoll auf, einschließlich des Grades an Genuss und selbstbewusster Verbesserung, des Wunsches, weiterzumachen, und Vorschläge.

5. 3D-Ganganalyse-Datenverarbeitung

  1. Führen Sie die Imgit-Analysesoftware (Tabelle der Materialien) im Lieferumfang des 3D-Ganganalysesystems enthaltene Ganganalysesoftware aus.
  2. Definieren Sie die Ereignisse des Fersenschlags (rechter/linker Fuß anfangser Bodenkontakt) und Zehenablage (rechte/linke Zehen werden vom Boden gehoben) im Gangzyklus für jeden Walking-Test (Abbildung 2).
  3. Erhalten Sie die raumzeitlichen Parameter, Kniegelenkkinematik und Oberflächen-EMG-Aktivitätsparameter.

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

Wir zeigen Ergebnisse einer Knie-OA-Patientin, die eine 60-jährige Hündin (BMI = 22,9) war, die "mehr als 3 Jahre Kniearthrose" und starke Schmerzen beim Gehen (visuelle analoge Skala [VAS] = 8/10) hatte und an einem 2-wöchigen LBPP-Trainingsprogramm an unserem leichtigkeit. Während der gesamten Intervention nahm der Patient keine Schmerzmittel, um Knieschmerzen zu lindern. Das radiologische Bild ihrer Kniegelenke und die Ergebnisse klinischer Funktionsbeurteilungen sind in Abbildung 3 und Tabelle 1dargestellt.

Die 10 MWT verringerten sich von 4,1 s im Vortraining auf 3,3 s bei der Nachschulung. Der TUG-Test verringerte sich von 9,1 s im Vortraining auf 8,2 s nach dem Regen. Nach zwei Wochen LBPP-Training zeigten die Patienten eine Verbesserung der Gesamt-WOMAC-Werte (15 versus 8), Schmerz-Subskalen (8 versus 3), Steifigkeits-Subskalen (1 versus 0) und Funktionsunterskalen (6 versus 5). Die gesamtvasKulenschmerzen oder die Knieflexverlängerung AROM änderten sich nach zwei Wochen Behandlung nicht.

Die Gait-Parameterergebnisse sind in Abbildung 4dargestellt. Die rechte Schwenkphase (%Höhe) erhöhte sich von 40,75 im Vortraining auf 41,51 im Nachtraining (Abbildung 4A). Die linke Schwungphase (%höhe) verringerte sich von 41,11 im Vortraining auf 40,33 beim Nachtraining (Abbildung 4B). Die rechte Schrittlänge (%Höhe) verringerte sich von 77,00 bei der Vorschulung auf 74,10 beim Nachtraining (Abbildung 4C). Im Gegensatz dazu stieg die linke Schrittlänge (%-Höhe) von 74,1 im Vortraining auf 75,68 im Nachtraining (Abbildung4C). Die mittlere Geschwindigkeit (%Höhe) stieg von 74,44 beim Vortraining auf 74,97 beim Nachtraining (Abbildung 4D). Die Trittfrequenz (Schritte/min) stieg von 117,2 im Vortraining auf 119,8 beim Nachtraining (Abbildung 4E). Die Schrittbreite verringerte sich von 0,08 m im Vortraining auf 0,06 m im Nachtraining (Abbildung 4F).

Kniegelenksbewegungsbahnen in den Front-, Sagittal- und Querebenen sind in Abbildung 5dargestellt. Sowohl die rechte als auch die linke Flugbahn der KNIE-AROMs waren im Nachtraining näher an den normalen Referenzwerten als beim Vortraining, insbesondere während der Schwingphase des Knies AROM in der sagittalen Ebene.

Die Ergebnisse der engen Muskel EMG Aktivitäten sind in Abbildung 6dargestellt. Das mittlere Wurzel-Mittelquadrat (RMS) der linken langen Bizeps-Femoris-Muskeln, linker rectus femoris und linker Semitendinosus von 0,160 x 0,069, 0,130 x 0,054 bzw. 0,259 x 0,138 mV im Vortraining auf 0,194 x 0,136, 0,317 x 0,215 bzw. 0,315 mV 0,204 mV bzw. im Nachtraining (Abbildung 6A). Das mittlere RMS des rechten langen Kopfbizeps femoris Muskeln, rechts rectus femoris und der rechte Semitendinosus von 0,160 x 0,022, 0,136 x 0,013 und 0,259 x 0,021 mV bei Vortraining auf 0,234 x 0,018, 0,206 x 0,009 und 0,438 bei 0,017 mV, bzw. bei der Nachschulung (Abbildung 6C). Die Spitze RMS der linken langen Kopf Bizeps femoris Muskeln, linker rectus femoris und linker Semitendinosus von 0,342 x 0,094, 0,256 x 0,245 bzw. 0,528 x 0,197 mV im Vortraining auf 0,540 x 0,032, 0,797 x 0,116 bzw. 0,784 mV, bei der Nachschulung (Abbildung 6B). Die Spitze RMS des rechten langen Kopf bizeps femoris Muskeln, rechts rectus femoris und der rechte Semitendinosus von 0,388 x 0,078, 0,286 x 0,036 bzw. 0,855 mV bei Vortraining auf 0,576 , 0,098, 0,390 , 0,024 und 1,300 bei 0,140 mV bei 0,576 nach der Ausbildung(Abbildung 6D).

Die Patientin gab an, mit dem gesamten LBPP-Trainingsprozess ohne Beschwerden zufrieden zu sein und würde in Zukunft gerne eine weitere Sitzung annehmen.

Figure 1
Abbildung 1: Diagramm des LBPP-Setups und des LBBP-Trainingsprotokolls.
(A) Walking-Modell; (B) Hockermodell; (C) Die Protokoll- und Parametereinstellung des LBPP-Trainings. AROM = aktiver Bewegungsbereich, BW = Körpergewicht. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 2
Abbildung 2: Beispiel für die Definition des rechten Fußes ersten Kontakt mit dem Boden (grüne vertikale Linien) und rechte Zehen ab (blaue vertikale Linie).
Der Knieflexionsverlängerungswinkel (grün) und der Knöcheldorsi-Plantarflexionswinkel (rot) werden angezeigt. R = rechts. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 3
Abbildung 3: Das digitale Radiographiebild des Knie-OA-Patienten beim Vortraining. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 4
Abbildung 4: Die räumlich-zeitlichen Parameter des Patienten mit Knie bei Pre- und Post-LBPP-Trainingsintervention.
(A) Der Prozentsatz der rechten Standphase (dunkelgrün) im Gangzyklus (hellgrün). (B) Der Prozentsatz der linken Standphase (dunkelrot) versus Schwingphase (hellrot) im Gangzyklus. (C) Die Schrittlänge (%Höhe) der rechten Seite (grün) im Vergleich zur linken Seite (rot). Die Panels (D), (E) und (F) zeigen die mittlere Geschwindigkeit (%höhe/s), die Trittfrequenz und die Schrittbreite an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 5
Abbildung 5: Kniegelenksbewegungsbahnen im Gangzyklus auf frontaler, sagittaler und transversaler Ebene.
Die Kniebewegungsbahn eines normalen Subjekts als normaler Bezug (grau) wird ebenfalls angezeigt, was sich auf das Bewegungserfassungssystem bezieht (Materialtabelle). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 6
Abbildung 6: Die synchronisierte EMG-Aktivität des Patienten mit Knie-OA im Gangzyklus bei Pre- und Post-LBBP-Trainingsintervention.
Panels (A) und (C) zeigen den mittleren RMS der Muskelaktivität in bizeps femoris caput longus, rectus femoris und semitendinosus; Panels (B) und (D) zeigen die höchste RMS der Muskelaktivität in bizeps femoris caput longus, rectus femoris und semitendinosus. RMS = Wurzelmittelquadrat; mV = Mikrovolt; L = links; R = rechts. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Klinische Bewertung Vorschulung Nach-Training
10MWT (SPP) 4.1 s 3,3 s
zerren 9,1 s 8,2 s
WOMAC-Schmerz 8 3
WOMAC-Steifigkeit 1 0
WOMAC-Funktionalität 6 5
NRS (Ruheschmerzen) 0 0
Knie-Flex-Verlängerung AROM Links: 0°-130° Links: 0°-130°
Rechts: 0°-130° Rechts: 0°-130°

Tabelle 1: Klinische Bewertungsergebnisse.
10MWT = 10-Meter-Lauftest; SSP = selbstgewähltes Tempo; TUGT = Timed up and go test; WOMAC = Western Ontario und McMaster Universities Osteoarthritis Index; NRS = die numerische Bewertungsskala; AROM = aktiver Bewegungsbereich; s = Sekunde.

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

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 und Kniebeugeschwierigkeiten bei Knie-OA-Patienten. Nach bestem Wissen und Gewissen ist dieses Protokoll das erste, das bei Knie-OA-Patienten ein Übungsschema mit Ungewichtungstechnologie enthält.

Der Entwurf dieses Protokolls basierte auf fünf Hauptpunkten. Erstens sind Schmerzen und der daraus resultierende Bruch das Hauptproblem von Patienten mit Knie-OA. Dieses Protokoll zielt darauf ab, die mögliche Wirkung eines Anti-Schwerkraft-Laufbandes zur Erhöhung der Bewegung zu untersuchen, indem die Kniebelastung und Schmerzen während des Trainings bei Knie-OA-Patienten reduziert werden22. Daher konzentrierten sich die Inklusionskriterien auf Knie-OA-Patienten mit Knieschmerzen beim Gehen, Hocken und/oder Knien. Zweitens sind WOMAC und KOOS beide weit verbreitet in Kliniken, um die körperliche Funktion von Knie-OA-Patienten zu bewerten. WOMAC wird verwendet, um Symptome im Zusammenhang mit dem Zustand von Patienten mit OA des Knies und der Hüfte (fünf Schmerzen, zwei Steifigkeitselemente und 17 Gelenkfunktionselemente) zu bewerten und die Schwere und therapeutische Wirkung von Arthritis16widerzuspiegeln. Das KOOS ist ein selbstverwaltetes Instrument zur Bewertung von knieassoziierten Problemen wie Kniegelenksverletzungen und OA (42 Artikel in fünf Teilskalen: Schmerzen, andere Symptome, Aktivitäten des täglichen Lebens, Sport und Erholung)17. Darüber hinaus wird das EQ-5D verwendet, um den Allgemeinen Zustand der Patienten zu beurteilen, die fünf Dimensionen umfasst (Mobilität, Selbstversorgung, übliche Aktivitäten, Schmerzen/Beschwerden, Angst/Depression)18. Obwohl sich dieses Protokoll hauptsächlich auf Schmerzen und körperliche Funktion von patientenleichten bis mittelschweren Knien konzentriert, ist koOS und EQ-5D für eine umfassende Gesundheitsbewertung optional und wird empfohlen. Drittens besteht die LBPP-Schulung aus den Geh- und Hockermodulen. Das Walking-Modul konzentriert sich auf die Verbesserung der Gehfunktion und Knieaktivität, und das Hocken-Modul konzentriert sich auf die Verbesserung der engen Muskelkraft23. Es ist jedoch auffällig, dass retropatelare Arthritis aufgrund enger anatomischer Strukturen (Fehlverfolgung der Patella durch die Oberschenkelnut) und des durch Dieben induzierten starken körperlichen Belastungsdrucks von unserem LBBP-Trainingsprotokoll ausgeschlossen werden sollte. die Schmerzen verschlimmern können24. Wenn der Patient das Hockentrainingsmodell nicht tolerieren kann, wird nur der Gehmodus ausgeführt. Viertens sind allmähliche Aufwärm- und Abkühlzeiten wichtig für eine bessere Anpassung mit hoher Trainingsintensität zu Beginn der Übungseinheit und langsame Wiederherstellung des vollen Körpergewichts, bevor die Übungseinheit beendet wird. Schließlich beträgt die Häufigkeit des Alter-Gravity-Laufbandtrainings in unserem Protokoll sechsmal pro Woche für zwei Wochen, aber die Trainingshäufigkeit kann entsprechend der spezifischen Situation des Patienten und seinen Medicare-Zahlungen angepasst werden, wie z. B. eine Behandlungssitzung. mit zwei- bis dreimal pro Woche für drei bis vier Wochen.

Vergleicht man die Ergebnisse im Vortraining mit dem 2-wöchigen Post-Training, das im repräsentativen Ergebnisbereich vorgestellt wird, so spiegelte sich die funktionelle Verbesserung vor allem in drei Aspekten wider. Erstens, die Verbesserung der Gehfähigkeit, die sich in der Verringerung der Zeitkosten der 10 MWT- und TUG-Tests widerspiegelt (die Verringerung von TUG deutet auch auf eine Verringerung des Sturzrisikos hin) (Tabelle 1) zusätzlich zur Verbesserung der 3D-Ganganalyseparameter , einschließlich einer Erhöhung der mittleren Geschwindigkeit (%-Höhe) und Trittfrequenz und Abnahme der Schrittbreite (Abbildung 4). Zweitens, eine Erhöhung der Muskelkraft in den Oberschenkelmuskeln, einschließlich der rectus femoris, semitendinosus, und lang Kopf Bizeps femoris auf beiden Seiten (Abbildung6). Drittens, eine Verringerung der Knieschmerzen (obwohl der gesamte NRS-Schmerzwert beim Vortraining unter Ruhebedingungen nicht erkennbar war, klagte der Patient, dass die Hauptschmerzen bei funktionellen Aktivitäten wie Gehen oder Treppensteigen verursacht wurden). Darüber hinaus zeigte die WOMCA-Bewertung nach zwei Wochen LBPP-Training eine signifikante Schmerzreduktion während der funktionellen Übung (Tabelle 1). Darüber hinaus stimmten die Ergebnisse des 3D-Gang-Bewegungsanalysesystems bei Pre- und Post-LBPP-Schulungen mit den Ergebnissen der klinischen Bewertungsskala in unserer Studie überein. Es ist erwähnenswert, dass sich die aktive Kniegelenksbeweglichkeit vor und nach der Behandlung nicht signifikant verbessert hat, aber die 3D-Gangbewegungsanalyse zeigte, dass beide Seiten der Kniegelenksbewegungsbahnen näher an der normalen Referenz in der sagittalen Ebene bei nach der Ausbildung als beim Vortraining (Abbildung 5). In der Zwischenzeit hat der Patient keine Einschränkung in AROM, keine Ruheschmerzen. Dies könnte erklären, warum knie-ROM sich nicht änderte.

Wir müssen in diesem Artikel auf bestimmte Einschränkungen eingehen. Erstens zielt dieser Artikel darauf ab, ein Protokoll für Anti-Schwerkraft-Laufbänder bei Knie-OA-Patienten auf der Grundlage unserer früheren klinischen Erfahrungen und früheren Forschungsberichte10,11,22bereitzustellen. Unsere Ergebnisse sind jedoch nur in diesem Fallbericht gültig (aufgrund des Fehlens objektiver Bewertungsmethoden in unseren bisherigen klinischen Anwendungen, wie z.B. 3D-Ganganalyse und der konventionellen Kontrollgruppe). Die klinische Wirksamkeit dieses Ansatzes erfordert weitere Untersuchungen. Zweitens betrafen weder das Protokoll noch der Fallbericht mehrere Sitzungen oder Folgemaßnahmen. Angesichts der Unumkehrbarkeit und des Fortschritts der Knie-OA-Krankheit empfehlen wir, diese Kohorte im Rahmen künftiger Studien weiterzuführen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Acknowledgments

Diese Studie wurde von der Guangzhou Medical University (Grant Number 2018A053) finanziert.

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).
Das Unterkörper-Positivdruck-Laufband für die Knie-Osteoarthritis-Rehabilitation
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