生物醫(yī)學(xué)工程研究人員使用可穿戴傳感器研究膝關(guān)節(jié)再損傷風(fēng)險

根據(jù)最近的調(diào)查，每年佩戴智能手表的人數(shù)都在增加。這些可穿戴傳感器很常見，可為個人提供有關(guān)其健康狀況的有用反饋?？纱┐鱾鞲衅鬟€可用于實驗室和診所，以獲取實時數(shù)據(jù)并為健康決策提供信息。

在美國國立衛(wèi)生研究院 290 萬美元贈款的支持下，由凱文·P·格拉納塔學(xué)院研究員兼生物醫(yī)學(xué)工程和力學(xué)教授羅賓·奎恩 (Robin Queen) 領(lǐng)導(dǎo)，弗吉尼亞理工大學(xué)和弗吉尼亞大學(xué)的一組研究人員將評估第二個前交叉骨韌帶 (ACL) 損傷——同一 ACL 或另一膝 ACL 的撕裂——使用可穿戴傳感器。在這項技術(shù)的幫助下，多學(xué)科、多機構(gòu)團(tuán)隊旨在開發(fā)一個模型，該模型將允許識別出那些在恢復(fù)運動時有第二次 ACL 損傷風(fēng)險的人。

“對大多數(shù)這些措施的評估已經(jīng)在研究機構(gòu)中完成多年，無法將這項工作轉(zhuǎn)化為臨床環(huán)境，”同時也是弗吉尼亞理工大學(xué) Carilion 醫(yī)學(xué)院整形外科教員的 Queen 說。和愛德華維亞整骨醫(yī)學(xué)學(xué)院的兼職教員。“隨著可穿戴技術(shù)的進(jìn)步，我們終于能夠在臨床環(huán)境中完成這項工作。我們將能夠為臨床醫(yī)生提供可操作的見解，了解哪些患者已準(zhǔn)備好恢復(fù)運動，哪些患者可能需要額外的康復(fù)治療以降低遭受第二次 ACL 損傷的風(fēng)險。”

在 Queen 最近發(fā)表的一項研究中，90%的前交叉韌帶損傷的運動員將接受前交叉韌帶重建，估計每年花費 30 億美元。此外，遭受 ACL 損傷的運動員在恢復(fù)運動后再次受傷的風(fēng)險增加了 15 倍。

Queen 和她的同事旨在通過結(jié)合傳統(tǒng)的臨床和新的基于臨床的措施來推進(jìn) ACL 重建后的臨床護(hù)理，以識別恢復(fù)運動時有二次 ACL 損傷風(fēng)險的患者。他們評估的新措施將是跨學(xué)科的，包括在各種運動特定任務(wù)中使用可穿戴傳感器分析負(fù)載不對稱，以及心理準(zhǔn)備和對再次受傷的恐懼。他們希望在臨床環(huán)境中應(yīng)用他們從數(shù)據(jù)中開發(fā)的風(fēng)險模型，以幫助減少第二次 ACL 損傷的數(shù)量。

跨學(xué)科方法：分析身體和心理風(fēng)險

在她的實驗室，Kevin P. Granata 生物力學(xué)實驗室，Queen 的肌肉骨骼生物力學(xué)研究采用跨學(xué)科方法來彌合基礎(chǔ)工程、患者護(hù)理和工具開發(fā)之間的差距。由于強調(diào)跨學(xué)科研究，她打算與其他人一起分析 ACL 再損傷的生理和心理危險因素。

在項目的第一階段，Queen 和她的同事將使用鞋墊傳感器評估負(fù)載不對稱性——一個肢體吸收的力或重量不等，而更大的力施加到非手術(shù)側(cè)。他們將從只接受過一次前交叉韌帶重建并已獲準(zhǔn)重返運動場的招募患者收集數(shù)據(jù)。收集到的信息將用于他們的預(yù)后模型，以預(yù)測再次受傷的風(fēng)險。

“第二次 ACL 損傷在恢復(fù)運動或不受限制的體育活動的運動員中很常見，”Queen 說。“運動員在前交叉韌帶損傷后有殘余的肌肉無力和不對稱的負(fù)荷和運動模式。將負(fù)荷不對稱納入預(yù)后模型將是預(yù)測再損傷風(fēng)險的重要措施。”

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