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。可穿戴傳感器還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 ACL 重建后的臨床護理，以識別恢復(fù)運動時有二次 ACL 損傷風險的患者。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載不對稱，以及心理準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荷和運動模式。將負荷不對稱納入預(yù)后模型將是預(yù)測再損傷風險的重要措施。”

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