Investigating Knee Joint Proprioception and Its Impact on Limits of Stability Using Dynamic Posturography in Individuals with Bilateral Knee Osteoarthritis—A Cross-Sectional Study of Comparisons and Correlations

Raizah, Abdullah; Reddy, Ravi Shankar; Alshahrani, Mastour Saeed; Tedla, Jaya Shanker; Dixit, Snehil; Gular, Kumar; Gautam, Ajay Prashad; Ahmad, Irshad; Kandakurti, Praveen Kumar

doi:10.3390/jcm12082764

Cited by 9 publications

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“…In addition to physiotherapeutic treatment, patients could benefit from establishing structured proprioception and balance training before and after the implantation of a knee surface replacement prosthesis [21,22]. The positive effect of training motor functions, improving balance, and thus preventing falls has already been examined in other studies [23,24] and is also supported by our results.…”

Section: Reviewsupporting

confidence: 82%

Vergleich prä- und postoperativer motorisch-propriozeptiver Fähigkeiten von Patienten mit Gonarthrose

Schröter,

Könczöl,

Anders

2023

Z Orthop Unfall

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ZusammenfassungEine hohe Zufriedenheit und bestmögliche funktionelle Ergebnisse in kurzer Zeit nach einer Knie-TEP-Operation wollen sowohl Operateure als auch Patienten erreichen. Über ein Tool, das mobil und mit geringem zeitlichem Aufwand prä- und postoperativ verschiedene Messparameter der Balance und motorischer Fähigkeiten digital aufzeichnet, sind Verlaufsergebnisse dokumentierbar. Es können so patientenindividuelle Faktoren bestimmt und perspektivisch ein darauf abgestimmter perioperativer Regenerations- und Trainingsprogress entworfen werden.In einer prospektiven Studie wurden 100 Patienten prä- und 66 Patienten postoperativ nach Implantation einer zementierten Knie-TEP auf folgende Parameter hin untersucht: Balance, Maximalkraft und Leistung. Alle Messungen wurden mit der KMP Messplattform der Firma MotoSana durchgeführt. Die Zweitmessungen erfolgten jeweils nach einer standardisierten Anschlussheilbehandlung (AHB).Es konnte gezeigt werden, dass signifikante Zusammenhänge zwischen personenbezogenen Faktoren wie Alter, Größe, Körpergewicht, präoperativen Werten und den postoperativen Parametern Maximalkraft und Leistung bestehen. Weiterhin zeigte sich, dass postoperativ bei der Balanceunterstützung größtenteils eine Besserung erzielt werden konnte. Alle Patienten, die sich beim Einbeinstand über die vorgegebene Zeit von 15 s mit einer Hand oder beiden Händen festhalten mussten, brauchten nach der Operation diese Unterstützung nicht mehr. Zur genaueren Analyse der Balanceparameter wurden die Stichproben bereinigt und nur mit den Patienten gerechnet, die sich prä- und postoperativ nicht zur Unterstützung festhielten. Bei Patienten mit niedrigen und mittleren Ausgangswerten vergrößert sich die Schwankungsfläche postoperativ, bei Patienten mit großen Schwankungsflächen sanken diese ab, der Stand wurde stabiler. Im Bereich Maximalkraft und Leistung hatten Patienten mit hohen Ausgangwerten nach der AHB im Vergleich mit den anderen Patienten immer noch höhere, im Vergleich zu ihren eigenen Vorwerten jedoch geringere Werte.Patienten mit sehr guten präoperativen motorischen Fähigkeiten konnten im Vergleich zur schwächeren Gruppe einen größeren Zuwachs an motorischen Fähigkeiten erzielen. Alle Patienten erreichten aber nach Abschluss der AHB noch nicht ihre präoperativen Ausgangswerte. In allen Gruppen waren weiterhin Defizite im Bereich Balance nachweisbar. Mittels der verwendeten Kraftmessplatte sind messtechnisch abgestimmte Rehabilitationsmaßnahmen vor, während und nach Abschluss der AHB möglich. Eine Rehabilitation mit individualisierter Verbesserung von Balance und Motorik könnte perspektivisch auch der Unzufriedenheit nach Knieendoprothese z. B. durch muskuläre Dysbalance bei femoropatellaren Schmerzsyndromen vorbeugen.

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Section: Reviewsupporting

confidence: 82%

Vergleich prä- und postoperativer motorisch-propriozeptiver Fähigkeiten von Patienten mit Gonarthrose

Schröter,

Könczöl,

Anders

2023

Z Orthop Unfall

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“…An important reason of the increased A/P variation of COP in ROA group may due to the impaired knee proprioception [ 41 ]. Impaired knee proprioception will affect the motion and position sense of the lower limbs during walking, consequently reducing the balance control ability and gait stability [ 42 ]. In addition, quadriceps muscle strength shows a negative correlation with the K–L grade [ 43 ], which will in turn impact gait patterns [ 44 ].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Identifying changes in dynamic plantar pressure associated with radiological knee osteoarthritis based on machine learning and wearable devices

Li,

Xie

et al. 2024

J NeuroEngineering Rehabil

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Background Knee osteoarthritis (KOA) is an irreversible degenerative disease that characterized by pain and abnormal gait. Radiography is typically used to detect KOA but has limitations. This study aimed to identify changes in plantar pressure that are associated with radiological knee osteoarthritis (ROA) and to validate them using machine learning algorithms. Methods This study included 92 participants with variable degrees of KOA. A modified Kellgren–Lawrence scale was used to classify participants into non-ROA and ROA groups. The total feature set included 210 dynamic plantar pressure features captured by a wearable in-shoe system as well as age, gender, height, weight, and body mass index. Filter and wrapper methods identified the optimal features, which were used to train five types of machine learning classification models for further validation: k-nearest neighbors (KNN), support vector machine (SVM), random forest (RF), AdaBoost, and eXtreme gradient boosting (XGBoost). Results Age, the standard deviation (SD) of the peak plantar pressure under the left lateral heel (f_L8PPP_std), the SD of the right second peak pressure (f_Rpeak2_std), and the SD of the variation in the anteroposterior displacement of center of pressure (COP) in the right foot (f_RYcopstd_std) were most associated with ROA. The RF model with an accuracy of 82.61% and F1 score of 0.8000 had the best generalization ability. Conclusion Changes in dynamic plantar pressure are promising mechanical biomarkers that distinguish between non-ROA and ROA. Combining a wearable in-shoe system with machine learning enables dynamic monitoring of KOA, which could help guide treatment plans.

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“…The system offers precise and objective quantification of postural control and stability across various planes [28]. Stringent standardization procedures were meticulously followed to ensure the reliability and reproducibility of this assessment [39,40]. Notably, the limits of stability test demonstrated its reliability and validity, as reflected in intraclass correlation coefficient (ICC) values ranging from 0.82 to 0.48, indicating strong to moderate reliability [39,40].…”

Section: Limits Of Stability Assessmentmentioning

confidence: 99%

Exploring the Interplay of Muscular Endurance, Functional Balance, and Limits of Stability: A Comparative Study in Individuals with Lumbar Spondylosis Using a Computerized Stabilometric Force Platform

Alfaya,

Reddy,

Alshahrani

et al. 2023

Life

Self Cite

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Lumbar spondylosis, characterized by degenerative changes in the lumbar spine, often leads to pain, reduced spinal stability, and musculoskeletal dysfunction. Understanding the impact of lumbar spondylosis on musculoskeletal function, particularly lumbar extensor endurance, functional balance, and limits of stability, is crucial for improving the management and well-being of affected individuals. This study aimed to assess lumbar extensor endurance, functional balance, and limits of stability in individuals with lumbar spondylosis compared to age-matched healthy individuals and explore the correlations among these parameters within the lumbar spondylosis group. The lumbar spondylosis group consisted of 60 individuals initially screened by an orthopedician and referred to physical therapy. Age-matched healthy controls (n = 60) were recruited. Inclusion criteria encompassed adults aged 45–70 years for both groups. Lumbar extensor endurance was assessed using the Sorensen test, functional balance with the Berg Balance Scale, and limits of stability using a computerized stabilometric force platform. Lumbar extensor endurance was significantly lower in individuals with lumbar spondylosis compared to healthy controls (23.06 s vs. 52.45 s, p < 0.001). Functional balance, as assessed by the Berg Balance Scale, demonstrated a significant decrement in the lumbar spondylosis group (48.36 vs. 53.34, p < 0.001). Additionally, limits of stability variables, under both eyes-open and eyes-closed conditions, exhibited marked impairments in the lumbar spondylosis group (p < 0.001 for all variables). Within the lumbar spondylosis group, lumbar extensor endurance exhibited significant positive correlations with functional balance (0.46, p < 0.001) and negative correlations with limits of stability variables (r ranging from −0.38 to −0.49, p < 0.01 for all variables). This study underscores the significance of addressing lumbar extensor endurance, functional balance, and stability impairments in the comprehensive management of lumbar spondylosis.

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Investigating Knee Joint Proprioception and Its Impact on Limits of Stability Using Dynamic Posturography in Individuals with Bilateral Knee Osteoarthritis—A Cross-Sectional Study of Comparisons and Correlations

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Vergleich prä- und postoperativer motorisch-propriozeptiver Fähigkeiten von Patienten mit Gonarthrose

Vergleich prä- und postoperativer motorisch-propriozeptiver Fähigkeiten von Patienten mit Gonarthrose

Identifying changes in dynamic plantar pressure associated with radiological knee osteoarthritis based on machine learning and wearable devices

Exploring the Interplay of Muscular Endurance, Functional Balance, and Limits of Stability: A Comparative Study in Individuals with Lumbar Spondylosis Using a Computerized Stabilometric Force Platform

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