Как новая технология обнаружения движения может помочь стандартизировать лечение болей в спине

Цифровые системы здравоохранения могут сообщать клиницистам, когда чей-то риск сердечных заболеваний требует лекарств для снижения уровня холестерина или оправданы ли инъекции инсулина человеку с диабетом 2 типа.

Но для миллионов людей, страдающих от боли в пояснице, решения о лечении в значительной степени зависят от субъективных показателей дискомфорта пациента, что часто приводит к дорогостоящим анализам и лечению (боль в спине является третьей по величине статьей расходов на здравоохранение в США после диабета и сердечных заболеваний), которые не помогают. не обязательно предлагать постоянное решение.

Инженеры и медицинские исследователи Университета штата Огайо разрабатывают цифровой подход к системе здравоохранения, предназначенный для улучшения принятия клинических решений при болях в спине. После завершения серии исследований по проверке точных, объективных измерений, которые они усовершенствовали в лаборатории, команда стремится применить методы, основанные на данных, для оценки и устранения проблем со спиной, вызванных дисфункцией позвоночника.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Clinical Biomechanics , исследователи объединили показатели боли и инвалидности, о которых сообщают сами, с данными, полученными от носимой системы обнаружения движения, для оценки функции нижней части спины у пациентов после операции на поясничном отделе. В то время как послеоперационное облегчение боли и более низкая инвалидность были отмечены самими пациентами в течение шести недель, объективные показатели не выявили фактического функционального улучшения позвоночника в течение как минимум шести месяцев после операции.

Исследователи пришли к выводу, что эти точные измерения, основанные на движении, и их включение в растущую национальную базу данных показателей функции позвоночника пациентов и других медицинских данных могут стать основой для более объективного принятия клинических решений для хирургических пациентов.

«Вы просто не можете просто спросить людей, как они относятся к своей спине», — сказал старший автор Уильям Маррас, исполнительный директор Исследовательского института позвоночника в штате Огайо.

«Что касается болей в спине, людей просят оценить свои ощущения по шкале от 1 до 10. Но, поскольку у вас нет болевых рецепторов в диске, что это значит? посмотрите не только на то, как люди относятся к своей боли в спине, но и количественно измерьте, насколько отличаются их движения и что это означает с точки зрения биомеханики», — сказал Маррас, профессор интегрированной системной инженерии в Медицинском колледже, академические должности в области ортопедии, нейрохирургии. и физическая медицина и реабилитация.

Лаборатория Марраса десятилетиями изучала ежедневные жизненные силы, воздействующие на позвоночник, и 30 лет назад разработала первый носимый датчик спины для оценки того, как движения при выполнении ряда задач в различных условиях влияют на спину. Совсем недавно его команда модернизировала эти устройства коммерчески доступными чипами, обычно используемыми в сотовых телефонах, которые сообщают нам, где мы находимся в космосе.

Система под названием «Conity» включает клинический монитор движения в поясничном отделе, оснащенный датчиками-чипами, установленными на верхней части спины и поясных ремнях, для захвата трехмерной «пометки движения» человека во время выполнения серии стандартизированных движений. Комбинированные технологии дают количественные данные не только о диапазоне движений, но также о скорости движения и ускорении — цифры, которые, как показало исследование Марраса, более информативны для понимания функции позвоночника.

У 121 пациента после операции на поясничном спондилодезе один раз до и пять раз после операции оценивались наклоны вперед и назад, наклоны из стороны в сторону и вращение позвоночника. Чтобы определить их функциональную оценку, их индивидуальные данные сравнивали с комплексным показателем, основанным на данных, собранных у здоровых людей. Участники также заполнили анкеты, оценивающие их боль, инвалидность, поведение, направленное на избегание страха, и качество жизни во время исходного и послеоперационного визитов.

Первые значительные улучшения функциональных показателей, основанные на данных детекции движения, не наблюдались у этих пациентов до шести месяцев после операции, при этом функция неуклонно прогрессировала в течение следующих 18 месяцев. Но пациенты сообщали о значительном улучшении боли, способности избегать страха уже через шесть недель после операции.

Хотя облегчение боли важно, исследователи отметили, что объективная функциональная оценка может быть лучшим показателем того, когда можно безопасно вернуться к нормальной деятельности после операции по спондилодезу.

«Наша технология способна определить, во-первых, есть ли у вас проблемы со спиной, и, во-вторых, каково их состояние? Становится ли лучше, становится ли хуже, прогрессирует ли болезнь или она зашкаливает?» — сказал Маррас. «Когда вы наносите ущерб спине, и особенно дискам, вы не знаете, когда происходит повреждение, потому что у нас очень мало нервных рецепторов в диске. Вы можете нанести ущерб, и люди никогда не узнают об этом».

Использование Маррасом мониторов движения в более раннем исследовании вызвало интерес военных к этой технологии и обеспечило финансирование Министерства обороны, чтобы ее можно было использовать для оценки функции позвоночника у летных экипажей — группы военнослужащих, которые, как известно, испытывают боли в пояснице . .

«В мире заболеваний нижней части спины важно не допускать, чтобы они продолжались месяцами или годами, пока они не станут действительно серьезными, потому что тогда их действительно трудно лечить», — сказал Маррас. «Военные лидеры, с которыми мы разговаривали, считают, что это поможет экипажам найти правильное решение и предотвратить проблемы в будущем.

«Это позволило нам усилить наши базы данных, еще больше развить технологию и превратить ее в платформу цифровой системы здравоохранения, которая могла бы помочь большому количеству людей в армии решить свои проблемы. И это стало стартовой площадкой, которая открыла возможности с Национальные институты здоровья сделать то же самое».

Помимо информации из анкет пациентов и данных датчиков движения, исследователи также включают в базу данных результаты медицинских изображений и документацию электронных медицинских карт, чтобы обеспечить индивидуализированные оценки и расширить аналитические возможности платформы.

Маррас является одним из главных исследователей участия штата Огайо в предстоящем клиническом испытании , финансируемом из федерального бюджета , для оценки лечения позвоночника, и продолжает собирать данные датчиков движения о людях с болью в спине и без нее независимо от этого испытания. Его команда также разработала клиническое программное обеспечение для расширения доступности тестирования датчиков движения по всей стране.

«Мы создаем систематизированную компьютерную платформу, которую мы могли бы распространять по всей стране», — сказал он. «Мы надеемся, что, сотрудничая с различными университетами, мы сможем создать базу данных, достаточно большую, чтобы мы могли использовать искусственный интеллект и машинное обучение, чтобы прорваться и выяснить, что наиболее важно. Мы думаем, что знаем, но сложный анализ тонн и тонн данных может помочь нам найти все, что мы можем упустить».

Соавторами исследования по хирургии поясничного спондилодеза, все из штата Огайо, были Сафдар Хан, Прасат Магесваран, Гай Брок, Мэрайя Эйснер и Сью Фергюсон.

Добавить комментарий