Ambulatory joint mobility and muscle strength assessment during rehabilitation using a single wearable inertial sensor

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Bibliographische Detailangaben
Italienischer übersetzter Titel:Valutazione ambulatoriale della mobilità articolare e della forza muscolare durante il recupero infortuni mediante un dispositivo indossabile basato su sensori inerziali
Deutscher übersetzter Titel:Die ambulante Messung der Gelenkbeweglichkeit und der Muskelkraft während des Heilungsprozesses nach Verletzung mittels eines tragbaren Trägheitssensors
Autor:Tranquilli, C.; Bernetti, A.; Picerno, P.
Erschienen in:Medicina dello sport
Veröffentlicht:66 (2013), 4, S. 583-597, Lit.
Format: Literatur (SPOLIT)
Publikationstyp: Zeitschriftenartikel
Medienart: Elektronische Ressource (online) Gedruckte Ressource
Sprache:Englisch, Italienisch
ISSN:0025-7826, 1827-1863
Schlagworte:
Online Zugang:
Erfassungsnummer:PU201406006069
Quelle:BISp

Abstract des Autors

Monitoring injured athlete’s condition and the response to a therapeutic treatment allows doctors and therapists to understand whether the rehabilitation program is heading to the right direction, eventually making modifications to injury management techniques in response to therapy’s outcomes. The present study aims at exploring the feasibility of using inertial sensors for a quantitative assessment of joint mobility and muscle strength in ambulatory settings during the rehabilitation program of injured athletes. A wireless inertial sensor with a dedicated software was used for the assessment of joint mobility and muscle strength during the rehabilitation program of an elite rescue swimmer after a SLAP tear surgery. Joint function of the injured shoulder was assessed in terms of range of motion and movement fluidity with respect to the healthy joint during selected standardized joint mobility tests (sensor fixed to the arm). Strength of the injured shoulder was assessed in terms of mechanical force and power with respect to the healthy joint during isoinertial-resistance exercises performed at a vertical pulley (sensor was fixed to the weight stack). Tests were performed once a week. Strength tests started when joint mobility was fully recovered. Results of joint mobility tests showed that progresses in the recovery of joint mobility can be effectively monitored over the period of the therapy, and the complete recovery was objectively established after 9 weeks from the beginning of active joint movements. With regard to the assessment of muscle strength, measuring the force impressed to the external resistance allowed the identification of the correct training loads which were not determined using fixed tables but customized with respect to actual muscle strength residuals. Training load was, thus, safely increased as force was fully recovered. With the present methodology, the complete recovery of joint function was objectively established, whereas strength recovery was carried out by first identifying the exact training load that was subsequently administered in a controlled manner using a real time biofeedback. This case study showed how an inertial sensor can be used for an ambulatory and time-effective assessment of joint mobility and muscle strength during the rehabilitation program of injured athletes, assisting doctors in evaluating the efficacy of the therapy and providing evidence to clinical decision making. Verf.-Referat

Abstract des Autors

Monitorare lo stato dell’atleta infortunato e la risposta al trattamento terapeutico permette a medici e terapisti di capire se il programma di riabilitazione sta volgendo verso la giusta direzione, apportando eventuali modifiche in corso d’opera in base agli esiti della terapia. Il presente studio ha come scopo quello di esplorare la possibilità di utilizzare sensori inerziali per la valutazione quantitativa della mobilità articolare e della forza muscolare in contesti ambulatoriali durante il programma riabilitativo di atleti infortunati. Un dispositivo indossabile senza fili basato su sensori inerziali, con un software dedicato, è stato utilizzato per la valutazione della mobilità articolare e della forza muscolare durante il programma di riabilitazione di un nuotatore di salvamento dopo un intervento chirurgico di SLAP. La funzione articolare della spalla infortunata è stata valutata in termini di escursione articolare, fluidità e velocità di movimento durante test standardizzati di mobilità articolare attiva (dispositivo fissato al braccio). La forza della spalla infortunata è stata valutata in termini di forza e di potenza meccanica rispetto all’articolazione sana durante esercizi isoinerziali ad un ercolina commerciale (dispositivo fissato al pacco pesi). I test sono stati effettuati una volta alla settimana. I test di forza sono iniziati al completamento del recupero della mobilità articolare. I risultati relativi ai test di mobilità articolare hanno mostrato come il progresso nel recupero della mobilità articolare può essere monitorato durante il periodo della terapia, e il completo recupero è stato riscontrato in maniera oggettiva dopo 9 settimane dall’inizio dei movimenti articolari attivi. Per quanto riguarda la valutazione della forza muscolare, la misura diretta della forza impressa alla resistenza esterna ha permesso l’identificazione degli esatti carichi di lavoro determinati non da tabelle fisse ma in maniera individualizzata sulla base dell’effettiva forza muscolare residua. Il carico usato per il ricondizionamento muscolare veniva, quindi, incrementato in maniera sicura solo quando la forza in corrispondenza di un determinato carico veniva completamente recuperata. L’utilizzo di questa metodologia ha permesso di stabilire in maniera oggettiva il termine del recupero della mobilità articolare e della forza muscolare. In particolare, il recupero della forza muscolare è stato effettuato determinando prima l’esatto carico di allenamento, che è stato poi successivamente somministrato in modo controllato con un biofeedback un tempo reale. Questo studio clinico ha mostrato come un dispositivo indossabile basato su sensori inerziali può essere utilizzato per una valutazione ambulatoriale e tempo-efficace della mobilità articolare e della forza muscolare durante il programma di riabilitazione di atleti infortunati, assistendo i medici nel valutare l’efficacia della terapia fornendo basi oggettive al processo decisionale clinico. Verf.-Referat