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Research question: The purpose of this study was to evaluate the test-retest reliability of lower extremity kinematics during squat, hip abduction and lunge exercises captured by the Kinect and to evaluate the agreement to a reference 3D camera-based motion system. Methods: Twenty-one healthy individuals performed five repetitions of each lower limb exercise on two different days. Movements were simultaneously assessed by the Kinect and the reference 3D motion system. Joint angles and positions of the lower limb were calculated for sagittal and frontal plane. For the inter-session reliability and the agreement between the two systems standard error of measurement (SEM), bias with limits of agreement (LoA) and Pearson Correlation Coefficient (r) were calculated. Results: Parameters indicated varying reliability for the assessed joint angles and positions and decreasing reliability with increasing task complexity. Across all exercises, measurement deviations were shown especially for small movement amplitudes. Variability was acceptable for joint angles and positions during the squat, partially acceptable during the hip abduction and predominately inacceptable during the lunge. The agreement between systems was characterized by systematic errors. Overestimations by the Kinect were apparent for hip flexion during the squat and hip abduction/adduction during the hip abduction exercise as well as for the knee positions during the lunge. Knee and hip flexion during hip abduction and lunge were underestimated by the Kinect. Significance: The Kinect system can reliably assess lower limb joint angles and positions during simple exercises. The validity of the system is however restricted. An application in the field of early orthopedic rehabilitation without further development of post-processing techniques seems so far limited.
Einleitung
Die Implantation einer Knie- oder Hüft-Totalendoprothese (TEP) ist eine der häufigsten operativen Eingriffe. Im Anschluss an die Operation und die postoperative Rehabilitation stellt die Bewegungstherapie einen wesentlichen Bestandteil der Behandlung zur Verbesserung der Gelenkfunktion und der Lebensqualität dar. In strukturschwachen Gebieten werden entsprechende Angebote nur in unzureichender Dichte vorgehalten. Zudem zeichnet sich ein flächendeckender Fachkräftemangel im Bereich der Physiotherapie ab. Die Tele-Nachsorge bietet daher einen innovativen Ansatz für die postrehabilitative Versorgung der Patienten. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Überprüfung der Wirksamkeit einer interaktiven Tele-Nachsorgeintervention für Patienten mit Knie- oder Hüft-TEP im Vergleich zur herkömmlichen Versorgung (usual care). Dazu wurden die Funktionalität und die berufliche Wiedereingliederung untersucht.
Methode
Zwischen August 2016 und August 2017 wurden 111 Patienten (54,9 ± 6,8 Jahre, 54,3 % weiblich) zu Beginn ihrer stationären Anschlussheilbehandlung nach Implantation einer Knie- oder Hüft-TEP in diese randomisiert, kontrolliert, multizentrische Studie eingeschlossen. Nach Entlassung aus der orthopädischen Anschlussrehabilitation (Baseline) führte die Interventionsgruppe (IG) ein dreimonatiges interaktives Training über ein Telerehabilitationssystem durch. Hierfür erstellte ein betreuender Physiotherapeut einen individuellen Trainingsplan aus 38 Übungen zur Verbesserung der Kraft sowie der posturalen Kontrolle. Zur Anpassung des Trainingsplans übermittelte das System dem Physiotherapeuten Daten zur Quantität sowie zur Qualität des Trainings. Die Kontrollgruppe (KG) konnte die herkömmlichen Versorgungsangebote nutzen. Zur Beurteilung der Wirksamkeit der Intervention wurde die Differenz der Verbesserung im 6MWT zwischen der IG und der KG nach drei Monaten als primärer Endpunkt definiert. Als sekundäre Endpunkte wurden die Return-to-Work-Rate sowie die funktionelle Mobilität mittels des Stair Ascend Tests, des Five-Times-Sit-to-Stand Test und des Timed Up and Go Tests untersucht. Weiterhin wurden die gesundheitsbezogene Lebensqualität mit dem Short-Form 36 (SF-36) und die gelenkbezogenen Einschränkungen mit dem Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) evaluiert. Der primäre und die sekundären Endpunkte wurden anhand von baseline-adjustierten Kovarianzanalysen im intention-to-treat-Ansatz ausgewertet. Zusätzlich wurde die Teilnahme an Nachsorgeangeboten und die Adhärenz der Interventionsgruppe an der Tele-Nachsorge erfasst und evaluiert.
Ergebnisse
Zum Ende der Intervention wiesen beide Gruppen einen statistisch signifikanten Anstieg ihrer 6MWT Strecke auf (p < 0,001). Zu diesem Zeitpunkt legten die Teilnehmer der IG im Mittel 530,8 ± 79,7 m, die der KG 514,2 ± 71,2 m zurück. Dabei betrug die Differenz der Verbesserung der Gehstrecke in der IG 88,3 ± 57,7 m und in der KG 79,6 ± 48,7 m. Damit zeigt der primäre Endpunkt keine signifikanten Gruppenunterschiede (p = 0,951). Bezüglich der beruflichen Wiedereingliederung konnte jedoch eine signifikant höhere Rate in der IG (64,6 % versus 46,2 %; p = 0,014) festgestellt werden. Für die sekundären Endpunkte der funktionellen Mobilität, der Lebensqualität und der gelenkbezogenen Beschwerden belegen die Ergebnisse eine Gleichwertigkeit beider Gruppen zum Ende der Intervention.
Schlussfolgerung
Die telemedizinisch assistierte Bewegungstherapie für Knie- oder Hüft-TEP Patienten ist der herkömmlichen Versorgung zur Nachsorge hinsichtlich der erzielten Verbesserungen der funktionellen Mobilität, der gesundheitsbezogenen Lebensqualität und der gelenkbezogenen Beschwerden gleichwertig. In dieser Patientenpopulation ließen sich klinisch relevante Verbesserungen unabhängig von der Form der Bewegungstherapie erzielen. Im Hinblick auf die berufliche Wiedereingliederung zeigte sich eine signifikant höhere Rate in der Interventionsgruppe. Die telemedizinisch assistierte Bewegungstherapie scheint eine geeignete Versorgungsform der Nachsorge zu sein, die orts- und zeitunabhängig durchgeführt werden kann und somit den Bedürfnissen berufstätiger Patienten entgegenkommt und in den Alltag der Patienten integriert werden kann. Die Tele-Nachsorge sollte daher als optionale und komplementäre Form der postrehabilitativen Nachsorge angeboten werden. Auch im Hinblick auf den zunehmenden Fachkräftemangel im Bereich der Physiotherapie und bestehende Versorgungslücken in strukturschwachen Gebieten kann der Einsatz der Tele-Nachsorge innovative und bedarfsgerechte Lösungsansätze bieten.
Ziel der Studie: Die langfristige Nutzung telemedizinischer Angebote hängt nicht nur von deren Wirksamkeit, sondern auch von der Akzeptanz und Zufriedenheit der Patienten ab. Für eine telemedizinische Bewegungstherapie für Patienten nach Implantation einer Knie- oder Hüft-Totalendoprothese und erfolgter Anschlussrehabilitation wurde die Wirksamkeit bereits in einer randomisiert kontrollierten Studie untersucht. Dieser Beitrag fokussiert die Akzeptanz und das Nutzungsverhalten der Patienten hinsichtlich des eingesetzten telerehabilitativen Systems.
Methodik: Zur Erfassung der Technikakzeptanz wurden 48 Patienten (53±7 Jahre; 26 Frauen; 35 Hüft-/13 Knie-TEP) im Anschluss an eine dreimonatige telemedizinische Bewegungstherapie mittels des Telehealth Usability Questionnaire befragt. Der Fragebogen besteht aus 21 Items (siebenstufige Likert-Skala) in sechs Skalen (z. B. Nützlichkeit, Qualität der Interaktionen, Verlässlichkeit). In einer zusätzlichen Skala wurden systemspezifische Fragen zusammengefasst. Die Ergebnisse wurden als Skalenprozent (100 ≙ vollkommene Zustimmung) dargestellt. Das Nutzungsverhalten wurde anhand systemgenerierter Prozessdaten zum Training sowie zu integrierten Sprach-/Textnachrichten untersucht.
Ergebnisse: Die TUQ-Skalen „Nützlichkeit“ (Mdn 95,2) sowie „Benutzerfreundlichkeit und Erlernbarkeit“ (Mdn 92,9) wurden am höchsten bewertet, während die „Verlässlichkeit“ (Mdn 57,1) und „Qualität der Interaktionen“ (Mdn 71,4) die geringsten Ausprägungen zeigten. Die systemspezifische Skala wurde im oberen Quartil eingeordnet (Mdn 85,7).
In der ersten Woche führten 39 Patienten (81%), in der zweiten 45 Patienten (94%) mindestens eine Trainingsübung mit dem System durch. Der Anteil aktiver Patienten (≥1 Übung/Woche) reduzierte sich im weiteren Verlauf auf 75% (n=36) in der 7. Woche und 48% (n=23) in der 12. Woche. Die systemeigenen Kommunikationsmöglichkeiten wurden nach Therapiestart zunächst häufig genutzt: in der ersten Woche sendeten 42 Patienten (88%) Nachrichten, 47 Patienten (98%) erhielten Nachrichten von ihrem Therapeuten. In der 7. Woche sendeten/erhielten 9 (19%) bzw. 13 (27%) Patienten Nachrichten über das System.
Schlussfolgerung: Die Patienten nahmen die telemedizinische Bewegungstherapie überwiegend als nützlich und benutzerfreundlich wahr und schienen im Wesentlichen mit dem System zufrieden, das sich damit für den kurzfristigen Einsatz von 6 bis 8 Wochen im Anschluss an eine Anschlussrehabilitation als gut geeignet zeigte.
Background
Total hip or knee replacement is one of the most frequently performed surgical procedures. Physical rehabilitation following total hip or knee replacement is an essential part of the therapy to improve functional outcomes and quality of life. After discharge from inpatient rehabilitation, a subsequent postoperative exercise therapy is needed to maintain functional mobility. Telerehabilitation may be a potential innovative treatment approach. We aim to investigate the superiority of an interactive telerehabilitation intervention for patients after total hip or knee replacement, in comparison to usual care, regarding physical performance, functional mobility, quality of life and pain.
Methods/design
This is an open, randomized controlled, multicenter superiority study with two prospective arms. One hundred and ten eligible and consenting participants with total knee or hip replacement will be recruited at admission to subsequent inpatient rehabilitation. After comprehensive, 3-week, inpatient rehabilitation, the intervention group performs a 3-month, interactive, home-based exercise training with a telerehabilitation system. For this purpose, the physiotherapist creates an individual training plan out of 38 different strength and balance exercises which were implemented in the system. Data about the quality and frequency of training are transmitted to the physiotherapist for further adjustment. Communication between patient and physiotherapist is possible with the system. The control group receives voluntary, usual aftercare programs. Baseline assessments are investigated after discharge from rehabilitation; final assessments 3 months later. The primary outcome is the difference in improvement between intervention and control group in 6-minute walk distance after 3 months. Secondary outcomes include differences in the Timed Up and Go Test, the Five-Times-Sit-to-Stand Test, the Stair Ascend Test, the Short-Form 36, the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index, the International Physical Activity Questionnaire, and postural control as well as gait and kinematic parameters of the lower limbs. Baseline-adjusted analysis of covariance models will be used to test for group differences in the primary and secondary endpoints.
Discussion
We expect the intervention group to benefit from the interactive, home-based exercise training in many respects represented by the study endpoints. If successful, this approach could be used to enhance the access to aftercare programs, especially in structurally weak areas.
Background
Total hip or knee replacement is one of the most frequently performed surgical procedures. Physical rehabilitation following total hip or knee replacement is an essential part of the therapy to improve functional outcomes and quality of life. After discharge from inpatient rehabilitation, a subsequent postoperative exercise therapy is needed to maintain functional mobility. Telerehabilitation may be a potential innovative treatment approach. We aim to investigate the superiority of an interactive telerehabilitation intervention for patients after total hip or knee replacement, in comparison to usual care, regarding physical performance, functional mobility, quality of life and pain.
Methods/design
This is an open, randomized controlled, multicenter superiority study with two prospective arms. One hundred and ten eligible and consenting participants with total knee or hip replacement will be recruited at admission to subsequent inpatient rehabilitation. After comprehensive, 3-week, inpatient rehabilitation, the intervention group performs a 3-month, interactive, home-based exercise training with a telerehabilitation system. For this purpose, the physiotherapist creates an individual training plan out of 38 different strength and balance exercises which were implemented in the system. Data about the quality and frequency of training are transmitted to the physiotherapist for further adjustment. Communication between patient and physiotherapist is possible with the system. The control group receives voluntary, usual aftercare programs. Baseline assessments are investigated after discharge from rehabilitation; final assessments 3 months later. The primary outcome is the difference in improvement between intervention and control group in 6-minute walk distance after 3 months. Secondary outcomes include differences in the Timed Up and Go Test, the Five-Times-Sit-to-Stand Test, the Stair Ascend Test, the Short-Form 36, the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index, the International Physical Activity Questionnaire, and postural control as well as gait and kinematic parameters of the lower limbs. Baseline-adjusted analysis of covariance models will be used to test for group differences in the primary and secondary endpoints.
Discussion
We expect the intervention group to benefit from the interactive, home-based exercise training in many respects represented by the study endpoints. If successful, this approach could be used to enhance the access to aftercare programs, especially in structurally weak areas.
Background: Total hip or knee replacement is one of the most frequently performed surgical procedures. Physical rehabilitation following total hip or knee replacement is an essential part of the therapy to improve functional outcomes and quality of life. After discharge from inpatient rehabilitation, a subsequent postoperative exercise therapy is needed to maintain functional mobility. Telerehabilitation may be a potential innovative treatment approach. We aim to investigate the superiority of an interactive telerehabilitation intervention for patients after total hip or knee replacement, in comparison to usual care, regarding physical performance, functional mobility, quality of life and pain. Methods/design: This is an open, randomized controlled, multicenter superiority study with two prospective arms. One hundred and ten eligible and consenting participants with total knee or hip replacement will be recruited at admission to subsequent inpatient rehabilitation. After comprehensive, 3-week, inpatient rehabilitation, the intervention group performs a 3-month, interactive, home-based exercise training with a telerehabilitation system. For this purpose, the physiotherapist creates an individual training plan out of 38 different strength and balance exercises which were implemented in the system. Data about the quality and frequency of training are transmitted to the physiotherapist for further adjustment. Communication between patient and physiotherapist is possible with the system. The control group receives voluntary, usual aftercare programs. Baseline assessments are investigated after discharge from rehabilitation; final assessments 3 months later. The primary outcome is the difference in improvement between intervention and control group in 6-minute walk distance after 3 months. Secondary outcomes include differences in the Timed Up and Go Test, the Five-Times-Sit-to-Stand Test, the Stair Ascend Test, the Short-Form 36, the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index, the International Physical Activity Questionnaire, and postural control as well as gait and kinematic parameters of the lower limbs. Baseline-adjusted analysis of covariance models will be used to test for group differences in the primary and secondary endpoints. Discussion: We expect the intervention group to benefit from the interactive, home-based exercise training in many respects represented by the study endpoints. If successful, this approach could be used to enhance the access to aftercare programs, especially in structurally weak areas.