Impact of training with a 3D video-reconstruction rehabilitation system on functional recovery in early postoperative period after total knee arthroplasty

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Total knee arthroplasty is the gold standard for treating stage III–IV deforming osteoarthritis; however, in early rehabilitation, up to 20% of patients report persistent limitations in joint function, gait disturbances, and decreased quality of life. An important challenge is the integration of rehabilitation technologies that support gait recovery using augmented virtual-reality systems under conditions approximating real-life situations.

AIM: To evaluate the effectiveness of the D-Wall system (DIH S.r.l., Florence, Italy) in patients in the early rehabilitation period after total knee arthroplasty using the domains of the International Classification of Functioning, Disability and Health.

METHODS: A prospective, randomized, controlled trial was conducted with 60 patients (mean age 68.2 ± 6.5 years) after primary total knee arthroplasty at the second stage of medical rehabilitation. The main group (n = 30) received training on the D-Wall rehabilitation system in addition to a standard comprehensive rehabilitation program, while the control group (n = 30) followed standard comprehensive rehabilitation program. Functional status was assessed before the start of medical rehabilitation and after completion of a 10-day rehabilitation course.

RESULTS: Ten days after completing rehabilitation, the main group demonstrated significant improvements compared with the control group: a 42% reduction in pain intensity measured by the Visual Analog Scale (4.1 ± 1.2 points in the main group and 6.3 ± 1.5 points in the control group, p < 0.01); a 25° increase in knee flexion range of motion (115 ± 8° in the main group and 90 ± 10° in the control group, p < 0.001); a 35% increase in walking speed according to C-Mill assessment (0.92 ± 0.15 m/s in the main group and 0.68 ± 0.12 m/s in the control group, p < 0.01); and a 28% improvement in social and daily-living adaptation (p < 0.05).

CONCLUSIONS: Incorporating the D-Wall rehabilitation system with 3D video-reconstruction and biological feedback into early postoperative rehabilitation after total knee arthroplasty promotes faster recovery of motor function, gait correction, and improved quality of life.

About the authors

Sergey M. Konev

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky; Sechenov First Moscow State Medical University

Author for correspondence.
Email: koneffseryozha039@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5907-140X
Russian Federation, Moscow; Moscow

Natalia B. Korchazhkina

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky

Email: n9857678103@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6913-8778
SPIN-code: 9733-7646

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow

Dmitry G. Tagabilev

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky

Email: nkc3@med.ru
ORCID iD: 0000-0003-2823-635X
SPIN-code: 7300-6689

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Elizaveta S. Koneva

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky; Sechenov First Moscow State Medical University

Email: elizaveta.coneva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9859-194X
SPIN-code: 8200-2155

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

Ekaterina N. Zhumanova

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky

Email: ekaterinazhumanova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3016-4172
SPIN-code: 3437-7865

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow

Timur B. Khaptagaev

Sechenov First Moscow State Medical University

Email: khaptagaev.tb@medsigroup.ru
ORCID iD: 0000-0003-2879-7114
SPIN-code: 5085-9392
Russian Federation, Moscow

Natalya N. Tolstykh

Russian Scientific Center of Surgery named after academician B.V. Petrovsky

Email: tolstykh.nn@medsigroup.ru
ORCID iD: 0009-0007-3153-4186
Russian Federation, Moscow

Konstantin V. Lyadov

Sechenov First Moscow State Medical University

Email: klyadov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5468-5074

MD, Professor, academician of the Russian Academy of Sciences

Russian Federation, Moscow

References

  1. Canovas F, Dagneaux L. Quality of life after total knee arthroplasty. Orthop Traumatol Surg Res. 2018;104(1S):S41–S46 doi: 10.1016/j.otsr.2017.04.017
  2. Konnyu KJ, Thoma LM, Cao W, et al. Rehabilitation for total knee arthroplasty: a systematic review. Am J Phys Med Rehabil. 2023;102(1):19–33. doi: 10.1097/PHM.0000000000002008
  3. Ratmanov M.A., Benyan A.S., Kuznetsova T.V., et al. Reabilitatsiya posle endoprotezirovaniya sustavov nizhnikh konechnostei: problemi i perspektivi. Politravma. 2020;(2):76–83. (in Russ.)
  4. Mirelman A, Maidan I, Deutsch JE. Virtual reality and motor imagery: promising tools for assessment and therapy in Parkinson's disease. Mov Disord. 2013;28(11):1597–608. doi: 10.1002/mds.25670
  5. Shim GY, Kim EH, Lee SJ, et al. Postoperative rehabilitation using a digital healthcare system in patients with total knee arthroplasty: a randomized controlled trial. Arch Orthop Trauma Surg. 2023;143(10):6361–6370. doi: 10.1007/s00402-023-04894-y.
  6. Kim TW, Kang SB, Chang CB, et al. Current trends and projected burden of primary and revision total knee arthroplasty in korea between 2010 and 2030. J Arthroplasty. 2021;36(1):93–101. doi: 10.1016/j.arth.2020.06.064.
  7. Bade MJ, Stevens-Lapsley JE. Restoration of physical function in patients following total knee arthroplasty: an update on rehabilitation practices. Curr Opin Rheumatol. 2012;24(2):208–14. doi: 10.1097/BOR.0b013e32834ff26d.
  8. Choi S, O'Hare T, Gollish J, et al. Optimizing pain and rehabilitation after knee arthroplasty: a two-center, randomized trial. Anesth Analg. 2016;123(5):1316–1324. doi: 10.1213/ANE.0000000000001469
  9. Kolbakhova SN, Koneva ES, Khaptagaev TB, Strukov RN. Use of non-drug methods in rehabilitation programs to improve the quality of life of patients after lower limb joint replacement. Physiotherapy, balneology, and rehabilitation. 2022;21(5):331–337. (in Russ.)
  10. Petrova MV, et al. Application of the ICF in assessing the effectiveness of rehabilitation of patients with orthopedic pathology. Physiotherapy, balneology, and rehabilitation. 2022;21(2):89–94. (in Russ.)
  11. Mikhailova AA, Korchazhkina NB, Koneva ES, Kotenko KV. Psychocorrective effect of using combined methods of medical rehabilitation in patients who have suffered an ischemic stroke. Physiotherapy, balneology, and rehabilitation. 2020;19(6):380–383. doi: 10.17816/1681-3456-2020-19-6-5 EDN: UBARKW
  12. Mikhailova AA, Korchazhkina NB, Kotenko KV, Koneva ES. Experience in the use of robotic biomechanical medical rehabilitation methods in patients after acute cerebrovascular accident. Issues of balneology, physiotherapy and therapeutic physical culture. 2021;98(3–2):127–128. EDN: OOEAJW
  13. Korchazhkina NB, Kazantsev AB, Li EA, Li AA. The effect of a pulsed low-frequency electrostatic field on the activity of the inflammatory process in patients operated on for hallux valgus. Physiotherapy, balneology and rehabilitation. 2009;(5):60–61. EDN: LAIXMP
  14. Korchazhkina NB, Kotenko KV, Mikhailova AA. Features of the influence of various methods of medical rehabilitation on the intensity of pain syndrome and quality of life in patients after acute cerebrovascular accident in the late recovery period. Issues of balneology, physiotherapy and therapeutic physical education. 2022;99(3–2):107. EDN: OZYMUW

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».