Effect of a Spinal Orthosis With Leaf Spring and Programmable Local Vibration on Kyphosis Angle and Trunk Muscle Strength in Hyperkyphosis: Development and Feasibility Study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background The application of spinal orthoses and local vibration in the treatment of hyperkyphosis is a developing concept. Further research is needed to determine the impact of leaf springs and local vibration techniques on the neuromusculoskeletal system. Objective This study aimed to evaluate the effect of the simultaneous application of a leaf spring and a programmed local vibration system in a spinal orthosis on thoracic kyphosis angle (TKA) and the function of trunk flexor and extensor muscles. Methods We used a soft thoracolumbar orthosis as a base for 2 parallel leaf spring bars made from AISI (American Iron and Steel Institute) 1075 steel (45 cm × 2 cm × 2 mm each). We added 4 solenoid actuators (60 g each) housed in 2 units positioned 12 cm apart, generating 20 N vertical force at 8 Hz frequency with 10 mm free displacement. A programmable Arduino microcontroller delivered 10-second vibration bursts followed by 5-minute rest intervals, repeated for 12 cycles per session, applied every other day. One participant with hyperkyphosis (baseline TKA=47.24°) used this device for 4 weeks. Outcomes included TKA (measured by photogrammetry) and trunk muscle function (assessed under isometric, isotonic, and isokinetic conditions). Feasibility outcomes included adherence, wear time, and adverse events. Results Bench testing confirmed an 8 Hz vibration frequency, a 10 mm free displacement, and an on-body contact pressure of 9.5 N/cm² (95 kPa). In the short-term assessment (N=10), mean acceptability scores were 7.95 (SD 0.83) for appearance and 7.6 (SD 0.07) for comfort, and no skin-related adverse events occurred. In the 4-week single-participant pilot (N=1), adherence was 100% (12/12 sessions completed), mean daily wear time was 1.4 (SD 0.3) hours, and no adverse events were reported. TKA decreased from 47.24° to 45.81° (change: −1.43°), which did not exceed the minimal detectable change (4.62°). Pre-post changes in muscle function outcomes are reported descriptively. Conclusions A semirigid thoracolumbar orthosis with integrated programmable vibration (8 Hz, 20 N free force) is technically feasible, showing reliable bench performance. Short-term assessment in 10 participants indicated acceptable comfort and appearance with no immediate safety concerns. The 4-week single-participant pilot demonstrated 100% adherence and no adverse events. The observed 1.43° kyphosis reduction was not clinically meaningful (below minimal detectable change). Larger controlled studies are needed to determine whether this device improves muscle function or spinal alignment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».