Key words: sedentary life style, physical exercise, resistance training, malondialdehyde, antioxidant

Реферат

Підвищений окиснювальний стрес пов’язаний з малорухливим способом життя та відіграє певну роль у розвитку низки хронічних захворювань. Одним з важливих біомаркерів для оцінювання окиснювального ушкодження та перекисного окиснення ліпідів в організмі є малоновий діальдегід (МДА). Однією з можливих немедикаментозних стратегій зниження рівня окиснювального стресу є тренування з обтяженнями. Метою цього дослідження було визначити вплив тренувань з обтяженнями на рівень МДА як біомаркера окиснювального стресу. У цьому експериментальному дослідженні використовували дизайн із визначенням показників в експериментальній та контрольній групах до і після втручання. Учасниць відбирали методом випадкової вибірки, після чого їх розподілили на дві групи: група втручання отримувала програму тренувань з обтяженнями, тоді як учасниці контрольної групи не виконували жодної фізичної активності та перебували в положенні сидячи. У дослідженні взяли участь 22 здорові жінки з малорухливим способом життя віком від 18 до 26 років. Збір даних проводили протягом двох днів, починаючи зі збору інформації про характеристики учасниць. Перед виконанням фізичних вправ у них брали зразки крові для визначення вихідних (передтестових) показників. Після цього учасниці виконували розминку. Далі вони виконували тренування з обтяженнями відповідно до своєї групи. Програма включала тренування з обтяженнями до виснаження з максимальною інтенсивністю. Після завершення тренування з обтяженнями повторно брали зразки крові для визначення післятестових показників. Згідно з результатами дослідження, в експериментальній групі рівень МДА до втручання становив 1,81±0,58, а після втручання — 1,15±0,43. Це свідчить про те, що силове тренування з обтяженнями достовірно знижує рівень МДА в жінок, які ведуть малорухливий спосіб життя (p<0,05). У контрольній групі рівень МДА становив 1,81±0,71 до та 1,89±1,23 після втручання, що свідчить про відсутність статистично значущої різниці (p>0,05). Таким чином, можна стверджувати, що силове тренування з обтяженнями може знижувати рівень МДА — біомаркера окиснювального стресу. Тренування з обтяженнями можна рекомендувати як альтернативний вид фізичних вправ для людей, які ведуть малорухливий спосіб життя, з метою покращення стану здоров’я, зокрема шляхом зниження окиснювального стресу, який негативно впливає на здоров’я.

Abstract

Acute resistance training significantly reduces malondialdehyde levels in women with a sedentary lifestyle: a randomized controlled trial. Wibawa J.C., Ayubi N., Herawati L., Putro B.N., Sceisarriya V.M., Pratama H.G., Febrianto N., Fudin M.S., Kurnaz M. Increased oxidative stress is linked to a sedentary lifestyle and plays a role in the emergence of a number of chronic illnesses. One important biomarker for evaluating oxidative damage and lipid peroxidation in the body is malondialdehyde (MDA). One possible non-pharmacological strategy to lower oxidative stress levels is resistance exercise. This study sought to ascertain how resistance training affected MDA levels, a biomarker of oxidative stress. Experimental and control groups before and after were used in this experimental study. Individuals were selected through random sampling, and after their selection, two groups were formed: the treatment group received a resistance training intervention, and there was no activity in the control group, only sitting. The study involved twenty-two healthy women with a sedentary lifestyle. Study participants were between 18 and 26 years of age. Data collection took place over two days, beginning with gathering information about the subjects' characteristics. Before the physical exercises were performed, blood samples were collected to determine baseline (pre-test) values. After then, the participants warmed up. Then, the subjects performed resistance training according to their group. The exercises performed included resistance training to exhaustion at maximum intensity. After the resistance training, blood samples were taken as post-test data. According to the study results, the MDA level in the experimental group was 1.81±0.58 before the intervention and 1.15±0.43 after the intervention, this testifies that acute resistance training significantly reduces MDA levels in women who live a sedentary lifestyle (p<0.05). In the control group, the MDA level was 1.81±0.71 before and 1.89±1.23 after the intervention, indicating no statistically significant difference (p>0.05). Conclusions: Thus, it may be said that acute resistance training can reduce MDA levels, a biomarker of oxidative stress. Resistance training can be recommended as an alternative exercise for people with a sedentary lifestyle to improve their health, particularly by reducing oxidative stress, which has adverse health effects.

Sedentary lifestyles are getting more and more common these days. Long stretches of inactivity are indicative of a sedentary lifestyle, such as playing video games, using computers, watching television for extended periods, and spending a lot of time in front of other electronic devices. As technology advances and digital devices become more accessible in the modern era, this lifestyle is becoming more and more common [1]. The sort of work, hobbies, amenities and comforts, and habitual characteristics are the first variables that contribute to a sedentary lifestyle [2]. Additional effects of a sedentary lifestyle include a higher risk of cancer, metabolic illnesses brought on by screen time habits, and increased fat from a passive lifestyle [1]. Living a sedentary lifestyle can raise your risk of developing hypertension [3]. In addition, oxidative stress is increased by sedentary behavior [4].

When the body's ROS levels rise above its antioxidant capacity, a state known as oxidative stress occurs. This damages cellular constituents such proteins, lipid structures, and deoxyribonucleic acid (DNA), leading to pathophysiological illnesses [5]. A recent concern regarding the health benefits of regular exercise is the compatibility with oxidative stress and its consequences. Free radicals are molecules with a loose electron in their outer orbit having a propensity to react and oxidatively decay with cellular and macromolecular components. Oxidative processes caused by the synthesis of these molecules are referred to as oxidative stress [6]. One is the antioxidant system of the defense systems that living things and cells use to counteract these negative consequences [6]. This condition is also known as oxidative stress when the quantity of cellular oxidants produced exceeds the physiological capacity of the neutralizing organs.

One of the main byproducts of free radicals breaking down unsaturated fatty acids is malondialdehyde or MDA, created by a class of free radicals known as hydroxyl radicals that lead to lipid peroxidation. Lipid peroxidation generates compounds like malondialdehyde (MDA), and 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) is used to quantify DNA damage [7]. One indicator of oxidative stress is MDA [8]. Blood MDA is currently a significant predictor of the degree of oxidative damage both in vivo and in vitro, according to a wealth of studies [9]. Previous research has shown that elevated blood MDA levels are linked to an increased risk of hypertension [9]. So this needs to be watched out for and alternative solutions to prevent the negative effects resulting from a sedentary lifestyle.

Many myths exist today regarding the negative health implications of weighted resistance training. Over the past few decades, scientific research has documented the advantages of consistent resistance exercise, demonstrating that resistance training offers a host of health advantages, such as enhanced bone density, better body composition, and stronger muscles [10]. Furthermore, there is growing evidence that regular resistance training lowers blood pressure, cholesterol, lipoprotein, and homocysteine levels, being risk factors for cardiovascular disease [11]. In the fourth decade of life, free radical production increases, while the activity of antioxidant enzymes such as glutathione peroxidase (GPX) and superoxide dismutase (SOD) decreases [12]. Reactive oxygen species (ROS) oxidative damage to lipid membranes and DNA through programmed cell death [12].

Exercise offers numerous health advantages, and prolonged exercise has positive effects such as boosting the capacity of the antioxidant system and reducing the generation of free radicals [13]. By postponing and reducing the negative effects of aging, resistance training (RT) is an effective non-pharmacological method to enhance one's quality of life while maintaining physical and mental health [14]. Resistance training has a significant impact on maintaining or improving muscle strength, mobility, muscle repair, and functional independence [15], it is essential for preserving independence and avoiding the aging-related weakness [16]. It has also been discovered that resistance exercise reduces oxidative stress. However, larger volume exercise may decrease compliance and increase fatigue or injury risk in fragile older persons, particularly those with cognitive impairment. Research on how resistance training affects oxidative stress levels is still limited. It is unclear how resistance training affects MDA levels. A thorough analysis of the response of resistance training to MDA is essential. Therefore, the aim of this study was to determine how resistance training affects MDA levels, a biomarker of oxidative stress.

MATERIALS AND METHODS OF RESEARCH

Twenty-two women were randomly selected and divided into two groups: a resistance training (GL) group (n=11) and a control (CO) group (n=11). The GL group underwent resistance training according to a program determined by the researcher, while the control group did nothing. Details of the training program will be further explained in the exercise intervention section below. Before conducting the study, all respondents were given informed consent and read the research activity plan. After that, they agreed to the research activities as respondents by filling out a consent form before the study. This study was conducted in July 2025.

The State Polytechnic of Health in Malang's ethical committee gave its approval for this study, which was carried out in compliance with the Declaration of Helsinki. This study included twenty-two healthy women (the subjects' characteristics are shown in Table 1). The researchers created inclusion and exclusion criteria to assess if the participants met the study requirements. Subjects have to be aged 18-26 years, with a normal body mass index (BMI), lead a sedentary lifestyle, do not smoke, have no history of cancer, cardiovascular disease, or musculoskeletal disorders, do not use dietary supplements or ergogenic aids, and be willing to take part in the study. According to the short form of the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ), a sedentary lifestyle is classified as one that involves fewer than 600 MET-minutes/week (metabolic equivalent of task) of physical activity. Additionally, respondents were not required to engage in regular exercise. Participants under the age of eighteen were not permitted to participate in this study. Our study additionally eliminated respondents with hypertension who had abnormal blood pressure before exercise (systolic blood pressure ≥130 mmHg and/or diastolic blood pressure ≥85 mmHg). Subjects were also excluded if they were taking non-steroidal anti-inflammatory medicines (NSAIDs).

Exclusion criteria included reluctance to continue the prescribed exercise intervention (not attending the full exercise session), pregnancy, starting a special diet, as well as taking medicine. A formal consent form was read and signed by each chosen participant. This study involved 22 female volunteers who were randomly [17] assigned to two groups: a control group (CO) (n=11) and a resistance training group (GL) (n=11). The study was conducted at a fitness center in Tulungagung City, East Java Province. Furthermore, all participants were guided by certified professional fitness trainers during the exercise intervention (Fig. 1).

The following instruments used: blood pressure, height, and weight measurements, data collection sheets, stationery, blood drawing equipment, treadmills, and gym equipment used for weight training.

There were several steps in the data collection process for this study. Before the study began, subjects underwent a screening procedure. Respondents were randomly selected using a simple random sampling method. Each member of the population had an equal chance of being selected. A lottery was used, using a random number table. This method was based on specific criteria that allowed data to be added or removed from the study. After the study protocol was explained, they provided informed consent to participate. Participants in the trial were randomly [17] divided into two groups: one group received resistance training as treatment, and the other group received no intervention.

Data collection was conducted over two days, beginning with information on the subjects' characteristics. Before the investigation, the subjects were not allowed to eat anything. The subjects were told to keep a normal diet and get enough sleep the day before the research. They were then instructed to warm up before exercising. Afterward, they engaged in physical activity, which included resistance training.

{slider title="Fig. 1. The CONSORT flowchart ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

Before the exercise, 3cc of blood was taken as pretest data, and after the exercise, 3cc of blood was taken as post-test data. After that, the blood samples were centrifuged to separate the serum. After the centrifugation was complete, the blood serum was taken for laboratory analysis to check MDA levels. This laboratory analysis was carried out at the Physiology Science Laboratory Installation, Faculty of Medicine, University of Brawijaya, Malang. The method for examining MDA levels used the ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) method with human reagents. Finally, as a form of accountability, after reviewing the data, the researcher compiled a written report of the research results.

Resistance Training (GL) consists of group training sessions where participants receive instruction on exercise techniques and have their performance evaluated by trained professional trainers. Each training session lasts for 60 minutes and is delivered acutely. A 10-minute warm-up, 40 minutes of core training, and a 10-minute cool-down precede the workout. Targeting both the upper and lower body, the 40-minute strength training session consists of three sets of ten exercises, such as the seated row, shoulder press, chest press, lateral pull-down, abdominal crunch, leg press, leg extension, triceps pushdown, and seated bicep curl. Each resistance exercise is carried out in compliance with the National Strength and Conditioning Association's criteria, which have been applied in earlier research [17]. Each exercise involved 8-10 repetitions in 3 sets, with 5-10 minutes of recovery between sets. The intensity of the exercise was 75-80% of 1RM. Participants were assessed using seated leg presses and upper and lower body bicep curls to determine their 1RM. Participants were placed with their knees bent at a 90-degree angle following their leg press warm-up. After applying a conservative load to the machine, participants were told to completely extend their knees and repeat the process until they became tired. The weight was raised for sitting bicep curl participants in a range of 100 degrees, from full extension to fatigue. Due to the participants' inexperience and potential for harm, 1RM was calculated for each participant using a formula rather than being measured directly Brzycki, 1993: 1RM = (Total weight lifted (kg)/(102.78 – (002.78 × number of repetitions)).

The control group (CO) was asked to just sit and lie down at the designated research location. The only activities allowed were playing with cell phones, sitting, and walking to the bathroom in the designated area. Participants in this group were allowed to play with their cell phones and communicate with their groupmates to overcome boredom while waiting in line to have their blood drawn.

After the data collected, statistical analysis was carried out using SPSS software version 16.00. The data was subjected to a descriptive analysis in order to ascertain the mean and standard error. As a normalcy test, the Shapiro-Wilk test was also employed in this study. To determine if the data were normally distributed, a difference test was developed using the paired t-test methodology. The data was examined using the Wilcoxon signed-rank test, however if the results showed otherwise [19].

With registration number: DP.04.03/F.XXI.30/00841/2025, we obtained ethical clearance from the Ethics Committee of the Malang Health Polytechnic prior to data collection. Furthermore, this study adheres to the Declaration of Helsinki, and prior to the study, we obtained written informed consent from the study respondents.

RESULTS AND DISCUSSION

The results of the analysis of subjects’ characteristics in each group are presented in Table 1.

{slider title="Table 1. Characteristics of research subjects ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

This section presents statistics and information regarding the general description of the participants in Table 1. The characteristics of each group are presented in this table. Data are presented as mean ± standard deviation. The t-test results from the initial study showed no significant difference between the resistance training group and the control group (p>0.05).

The results of the normality test for each group are presented in Table 2.

Based on the normality test in Table 2, the MDA data for all groups were normally distributed (p>0.05). Therefore, the next test performed was a paired-samples t-test.

The results of the MDA analysis between pre-test and post-test in each group are presented in Figure 2.

{slider title="Table 2. Normality test results ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

Table 3 shows the results of the paired-samples t-test. Data are presented as mean ± standard deviation.

This study aimed to determine the effect of resistance training on reducing MDA levels, a marker of oxidative stress. The study findings showed that MDA levels, an indicator of oxidative stress, can be significantly reduced through acute resistance training. Resistance training is becoming more widely acknowledged as a successful non-pharmacological strategy that offers a number of health advantages and can enhance the standard of living of people [15]. According to other research findings, eight weeks of high-intensity exercise significantly reduced MDA levels, an indicator of oxidative stress [20].

Membrane lipid peroxidation mostly produces MDA inside cells, which is subsequently expelled into the extracellular environment [20].The reduction in MDA levels is due to improved antioxidant defenses and mitochondrial function. Consequently, resistance training can reduce MDA levels, which is beneficial for preventing oxidative stress. We shall go into greater depth on the phases of MDA drop during resistance training, though.

{slider title="Fig. 2. GL group given resistance training intervention significantly reduced MDA levels in women with a sedentary lifestyle (*p<0.05) ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Table 3. Results of malondialdehyde levels (nmol/mL) ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Notes. There was a significant difference in the (GL) group with resistance training intervention (^*p<0.05) and there was no significant difference in the (CO) group (p>0.05). {/sliders}

Resistance Training and Oxidative Stress

Exercise causes the body's ROS levels to rise, but it also raises endogenous antioxidant levels, which controls the body's defensive mechanism [21]. An imbalance between the body's greater amounts of free radicals and antioxidants causes oxidative stress, which happens during exercise [22]. The body can reach a stable state of health in a variety of methods, including exercise, which can boost cardiac output, improve cardiovascular function, and improve the metabolic system to meet the needs of the musculoskeletal system. Maximal oxygen absorption, mitochondrial ATP synthesis, oxidative capability, and post-exercise muscle exhaustion can all be impacted by aerobic exercise [23].

Regular exercise will also gradually reduce sarcopenia, or the aging-related loss of muscle mass [12]. Muscle endurance is increased by increased skeletal muscle contraction during exercise [24]. Exercise-induced oxidative stress is assessed using malondialdehyde (MDA) as a biomarker [25]. Endogenous antioxidants, such as important enzymes such as catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and glutathione peroxidase (GPX), which support the body's defensive mechanism against free radicals, also rise during physical activity [25]. Glutathione peroxidase and catalase help SOD, an endogenous antioxidant, transform H₂O₂ into H₂O [26].

Physiological Mechanisms of Resistance Training in Reducing Malondialdehyde Levels

As a result of regular cellular metabolism, living things' cells typically produce reactive oxygen species (ROS), which are essential for preserving cellular homeostasis. Low to moderate levels of ROS are implicated in immunological responses, inflammation, learning, memory, and synaptic plasticity in physiological contexts [27]. Nevertheless, excessive ROS generation can be dangerous, leading to damaging oxidative changes in cellular components, such as mitochondrial structures, which are the initial site of ROS-induced damage [28]. However, the human body has a number of antioxidants, such as the glutathione (GSH) and superoxide dismutase (SOD) systems, that work to counteract the effects of oxidants [29]. The creation of ROS can overwhelm antioxidant defenses when the generation of free radicals and detoxification are out of balance. This can result in oxidative stress, a hazardous condition, and a general deterioration in cellular function. Both aging and other clinical instances involving mitochondrial malfunction exhibit this behavior [30]. The brain is especially susceptible to oxidative stress and injury due to its high oxygen consumption, inadequate antioxidant defenses, and high concentration of oxidation-sensitive polyunsaturated lipids [31].

Another study found that while glutathione levels dropped after six months of soccer training, blood catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and lipid peroxidation increased [20]. These results suggest a strong correlation between elevated catalase activity and elevated lipid peroxidation index, a sign of oxidative damage. Additionally, it should be mentioned that CAT is regarded as an intracellular enzyme, and that tissue and cellular damage contribute to its rise in serum levels [32].The concept and mechanism of oxidative stress, which refers to the imbalance between oxidants and antioxidants that causes cell damage, was originally presented in 1985 [33]. At first, it was understood that oxygen is primarily utilized by living cells and that it initiates redox reactions [34]. The connection between oxidants and antioxidants in metabolism has been the subject of much research as a result of this theory [34].

Oxidation reactions take place throughout the human respiratory chain, such as when oxygen is taken in and transformed into energy in the mitochondria, which also causes an increase in ROS [12]. Numerous environmental factors, including changes in nutrition, antigens, immunity, stress, and oxygen concentrations, all have an impact on cellular physiology and cause constant cellular adaptation. Given its extensive distribution in human tissues, SOD may play a significant role in shielding the organism from oxidative stress brought on by free radicals [35]. It has been demonstrated that after exercise, SOD, glutathione, and catalase levels rise [36]. Therefore, body's enhanced antioxidant levels, which can neutralize free radicals, are the reason for the drop in MDA levels that happens following resistance training. Free radicals are transformed into H2O2 (hydrogen peroxide) by the enzyme SOD [35].

A transition metal is necessary for all three of the SOD enzyme's isoforms to activate the enzyme's active site [37]. One of the main antioxidant enzymes that is present outside of cells is plasma SOD, also known as EC SOD [38]. The body, on the other hand, achieves a dynamic equilibrium between the antioxidant and oxidation systems by reducing or eliminating oxidative byproducts through a sequence of metabolic events [36]. High-intensity exercise can change antioxidant levels, which can affect redox-related physiological processes, according to a preliminary 2019 study [39]. In short, the decrease in MDA levels after resistance training is due to a physiological increase in SOD, an antioxidant, in the body. This neutralizes MDA levels to prevent oxidative stress and further cell damage triggered by free radicals. This is a physiological response to exercise, which is part of the oxidation reaction process to maintain homeostasis.

Strength and Limitations

The most reliable scientific approach, a randomized controlled trial, eliminates the risk of unclear cause-and-effect relationships, making it the strength of our study. We also discuss the limitations of our study, such as its small sample size. We acknowledge that a larger sample size would provide a better understanding of the results. This is indeed a limitation of our study. Furthermore, our intervention focused solely on resistance training. Therefore, it is unclear which type of exercise is effective in lowering MDA levels. Therefore, further research is recommended to examine this, for example, by comparing resistance training and aerobic exercise in lowering MDA levels. This is important to determine which type of exercise is most effective in lowering MDA levels. The impact of resistance training on other biomarkers, such as creatine kinase, interleukin 6, and protein carbonyl levels, needs further exploration. This is crucial for understanding the inflammatory response to exercise.

CONCLUSIONS

1. The study results showed that resistance training can significantly reduce malondialdehyde levels, a marker of oxidative stress.
2. The decrease in malondialdehyde levels after resistance training occurs due to the physiological response to exercise, which increases antioxidant levels in the body, which in turn neutralizes free radicals such as malondialdehyde.
3. Therefore, resistance training is highly recommended to reduce the adverse effects of oxidative stress.

Acknowledgement. The Republic of Indonesia's Ministry of Higher Education, Science, and Technology provided financial assistance for this study under contract number 128/C3/DT.05.00/PL/2025.

Contributors:

Wibawa J.C. – conceptualization, writing – original draft;

Ayubi N. – conceptualization, writing – original draft;

Herawati L., Putro B.N.,Sceisarriya V.M., Pratama H.G., Febrianto N. – data curation, visualization;

Fudin M.S., Kurnaz M. – methodology, formal analysis.

Funding. This research received no external funding.

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interest.

REFERENCES

1. Park JH, Moon JH, Kim HJ, Kong MH, Oh YH. Sedentary Lifestyle: Overview of Updated Evidence of Potential Health Risks. Korean J Fam Med. 2020;41(6):365-73. doi: https://doi.org/10.4082/kjfm.20.0165
2. Maidartati Hayati S, Anggraeni DE, Irawan E, Damayanti A, Silviani DAR. Gambaran Sedentary Lifestyle Pada Remaja Di SMA Kota Bandung. J Keperawatan BSI [Internet]. 2022 [cited 2026 Mar 02];10(2):250-65. Available from: https://ejurnal.ars.ac.id/index.php/keperawatan/index
3. Afzal D, Tariq Z, Batool SA, Jabeen J, Sajjad S, Rehman S. Association of Hypertension with Sedentary Lifestyle Among Elderly in Urban Population. Heal J Physiother Rehabil Sci. 2023;3(5):532-9. doi: https://doi.org/10.55735/hjprs.v3i5.138
4. Sánchez-Rodríguez MA, Zacarías-Flores M, Correa-Muñoz E, Arronte-Rosales A, Mendoza-Núñez VM. Oxidative Stress Risk Is Increased with a Sedentary Lifestyle during Aging in Mexican Women. Oxid Med Cell Longev. 2021 Oct 25;2021:9971765. doi: https://doi.org/10.1155/2021/9971765
5. Kaldur T, Unt E, Ööpik V, Zilmer M, Eha J, Paapstel K, et al. The acute effects of passive heat exposure on arterial stiffness, oxidative stress, and inflammation. Medicina (Kaunas). 2016;52(4):211-6. doi: http://doi.org/10.1016/j.medici.2016.06.001
6. Ceci R, Beltran Valls MR, Duranti G, Dimauro I, Quaranta F, Pittaluga M, et al. Oxidative stress responses to a graded maximal exercise test in older adults following explosive-type resistance training. Redox Biol. 2014;2(1):65-72. doi: http://doi.org/10.1016/j.redox.2013.12.004
7. Yıldız M, Alp HH, Gül P, Bakan N, Özcan M. Lipid peroxidation and DNA oxidation caused by dental filling materials. J Dent Sci. 2017;12(3):233-40. doi: https://doi.org/10.1016/j.jds.2017.02.002
8. Campbell JP, Turner JE. Debunking the myth of exercise-induced immune suppression: Redefining the impact of exercise on immunological health across the lifespan. Front Immunol. 2018;9:648. doi: https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.00648
9. Huang Y, Chen H, Liu Q, Hu J, Hu D, Huang Z, et al. Obesity difference on association blood malondialdehyde level and diastolic hypertension in the elderly population: a cross-sectional analysis. Eur J Med Res. 2023;28(1):44. doi: https://doi.org/10.1186/s40001-022-00983-7
10. Zhao F, Su W, Sun Y, Wang J, Lu B, Yun H. Optimal resistance training parameters for improving bone mineral density in postmenopausal women : a systematic review and meta-analysis. J Orthop Surg Res. 2025;20(1):523. doi: https://doi.org/10.1186/s13018-025-05890-1
11. Baraibar MA, Ladouce R, Friguet B. Proteomic quantification and identification of carbonylated proteins upon oxidative stress and during cellular aging. J Proteomics. 2013;92:63-70. doi: https://doi.org/10.1016/j.jprot.2013.05.008
12. Ayubi N, Wibawa JC, Sceisarriya VM, Hariyadi K, Fudin MS, Febrianto N, et al. Mechanism of physical exercise increases malondialdehyde levels as a marker of oxidative stress: A systematic review. Fizjoterapia Pol. 2024;24(3):236-41. doi: https://doi.org/10.56984/8ZG020A43V
13. Gibala MJ, Little JP, Macdonald MJ, Hawley JA. Physiological adaptations to low-volume, high-intensity interval training in health and disease. J Physiol. 2012;590(5):1077-84. doi: https://doi.org/10.1113/jphysiol.2011.224725
14. Marcos-Pardo PJ, Vaquero-Cristóbal R, Huber G. The Power of Resistance Training: Evidence-based Recommendations for Middle-aged and Older Women’s Health. Retos. 2024;51:319-31. doi: https://doi.org/10.47197/retos.v51.99638
15. Fragala MS, Cadore EL, Dorgo S, Izquierdo M, Kraemer WJ, Peterson MD, et al. Resistance training for older adults: Position statement from the national strength and conditioning association. J Strength Cond Res. 2019;33(8):2019-52. doi: https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000003230
16. Lopes M, Marques MC, Fonseca N, Marques DL, Nunes C, Marinho DA, et al. Effects of Eight-Week Single-Set Resistance Training on Muscle Health, Metabolic Profile and Oxidative Stress in Individuals with Cognitive Impairment. Appl Sci. 2025;15(13):7091. doi: https://doi.org/10.3390/app15137091
17. Amanat S, Sinaei E, Panji M, Mohammadpor Hodki R, Bagheri-Hosseinabadi Z, Asadimehr H, et al. A Randomized Controlled Trial on the Effects of 12 Weeks of Aerobic, Resistance, and Combined Exercises Training on the Serum Levels of Nesfatin-1, Irisin-1 and HOMA-IR. Front Physiol. 2020;11:1-14. doi: https://doi.org/10.3389/fphys.2020.562895
18. Brzycki M. Strength Testing – Predicting a One-Rep Max from Reps-to-Fatigue. J Phys Educ Recreat Danc. 1993;64(1):88-90. doi: https://doi.org/10.1080/07303084.1993.10606684
19. Ayubi N, Rusdiawan A, Hartoto S, Wibawa J, Rizki A, Afandi A, et al. Limited Impact of Roselle Flower Extract on Protein Carbonyl Levels After Physical Exercise in Healthy Men. Medicni Perspektivi. 2025;30(1):117-26. doi: https://doi.org/10.26641/2307-0404.2025.1.325371
20. Niknam A, Gaeini AA, Hamidvand A, Jahromi MK, Oviedo GR, Kordi M, et al. High-intensity functional training modulates oxidative stress and improves physical performance in adolescent male soccer players: a randomized controlled trial. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2025 Mar 4;17(1):38.
    doi: https://doi.org/10.1186/s13102-024-01037-7
21. Lu Z, Xu Y, Song Y, Bíró I, Gu Y. A Mixed Comparisons of Different Intensities and Types of Physical Exercise in Patients With Diseases Related to Oxidative Stress: A Systematic Review and Network Meta-Analysis. Front Physiol. 2021;12:700055. doi: https://doi.org/10.3389/fphys.2021.700055
22. Kawamura T, Higashida K, Muraoka I. Application of Molecular Hydrogen as a Novel Antioxidant in Sports Science. Oxid Med Cell Longev. 2020 Jan 14;2020:2328768. doi: https://doi.org/10.1155/2020/2328768
23. van der Zwaard S, Brocherie F, Jaspers RT. Under the Hood: Skeletal Muscle Determinants of Endurance Performance. Front Sport Act Living. 2021 Aug 4;3:719434. doi: https://doi.org/10.3389/fspor.2021.719434
24. Mcleod JC, Currier BS, Lowisz CV, Phillips SM. The influence of resistance exercise training prescription variables on skeletal muscle mass, strength, and physical function in healthy adults: An umbrella review. J Sport Heal Sci. 2024;13(1):47-60. doi: https://doi.org/10.1016/j.jshs.2023.06.005
25. Cordiano R, Di Gioacchino M, Mangifesta R, Panzera C, Gangemi S, Minciullo PL. Malondialdehyde as a Potential Oxidative Stress Marker for Allergy-Oriented Diseases: An Update. Molecules. 2023;28(16):5979. doi: https://doi.org/10.3390/molecules28165979
26. Cho SY, Chung YS, Yoon HK, Roh HT. Impact of Exercise Intensity on Systemic Oxidative Stress, Inflammatory Responses, and Sirtuin Levels in Healthy Male Volunteers. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(18):11292. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph191811292
27. Massaad CA, Klann E. Reactive oxygen species in the regulation of synaptic plasticity and memory. AntioxidantsRedox 2011;14(10):2013-54. doi: https://doi.org/10.1089/ars.2010.3208
28. Cenini G, Lloret A, Cascella R. Oxidative stress in neurodegenerative diseases: From a mitochondrial point of view. Oxid Med Cell Longev. 2019 May 9:2019:2105607. doi: https://doi.org/10.1155/2019/2105607
29. Indo HP, Yen HC, Nakanishi I, Matsumoto KI, Tamura M, Nagano Y, et al. A mitochondrial superoxide theory for oxidative stress diseases and aging. J Clin Biochem2015;56(1):1-7. doi: https://doi.org/10.3164/jcbn.14-42
30. Grimm A, Friedland K, Eckert A. Mitochondrial dysfunction: the missing link between aging and sporadic Alzheimer’s disease. Biogerontology. 2016;17(2):281-96. doi: https://doi.org/10.1007/s10522-015-9618-4
31. Cobley JN, Fiorello ML, Bailey DM. 13 Reasons Why the Brain Is Susceptible To Oxidative Stress. Redox Biol.2018;15:490-503. doi: https://doi.org/10.1016/j.redox.2018.01.008
32. Pal S, Chaki B, Chattopadhyay S, Bandyopadhyay A. High-intensity exercise induced oxidative stress and skeletal muscle damage in postpubertal boys and girls: A comparative study. J Strength Cond Res. 2018;32(4):1045-52. doi: https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000002167
33. Sies H. Oxidative stress: A concept in redox biology and medicine. Redox Biol. 2015;4:180-3. doi: https://doi.org/10.1016/j.redox.2015.01.002
34. Lorenzen I, Eble JA, Hanschmann EM. Thiol switches in membrane proteins – Extracellular redox regulation in cell biology. Biol Chem. 2021;402(3):253-69. doi: https://doi.org/10.1515/hsz-2020-0266
35. Zhao H, Zhang R, Yan X, Fan K. Superoxide dismutase nanozymes: an emerging star for anti-oxidation. J MaterChem 2021;9(35):6939-57. doi: https://doi.org/10.1039/D1TB00720C
36. Powers SK, Deminice R, Ozdemir M, Yoshihara T, Bomkamp MP, Hyatt H. Exercise-induced oxidative stress: Friend or foe? J Sport Heal Sci. 2020;9(5):415-25. doi: https://doi.org/10.1016/j.jshs.2020.04.001
37. Fetherolf MM, Boyd SD, Taylor AB, Kim HJ, Wohlschlegel JA, et Copper-zinc superoxide dismutase is activated through a sulfenic acid intermediate at a copper ion entry site. J Biol Chem. 2017;292(29):12025-40. doi: https://doi.org/10.1074/jbc.M117.775981
38. Xu Y, Liang M, Ugbolue UC, Fekete G, Gu Y. Effect of Physical Exercise Under Different Intensity and Antioxidative Supplementation for Plasma Superoxide Dismutase in Healthy Adults: Systematic Review and Network Meta-Analysis. Front Physiol. 2022;13:707176. doi: https://doi.org/10.3389/fphys.2022.707176
39. Souza AV, Giolo JS, Teixeira RR, Vilela DD, Peixoto LG, Justino AB, et al. Salivary and Plasmatic Antioxidant Profile following Continuous, Resistance, and High-Intensity Interval Exercise: Preliminary Study. Oxid Med Cell Longev. 2019 Nov 26:2019:5425021. doi: https://doi.org/10.1155/2019/5425021

Key words: erythropoietin, exercise, physical fitness, hypoxia

Реферат

Підвищення рівня еритропоетину під час фізичних навантажень є важливою фізіологічною реакцією, яка допомагає організму адаптуватися до підвищеної потреби в кисні. Шляхом активації біохімічних шляхів, чутливих до коливань рівня кисню, фізична активність – особливо високої інтенсивності або в умовах гіпоксії – може стимулювати вироблення еритропоетину. Ця адаптивна відповідь посилює еритропоез, покращуючи тим самим здатність транспортування кисню для забезпечення підвищених метаболічних потреб під час тренувань. Окрім того, з'ясування молекулярних механізмів, відповідальних за індуковане фізичними навантаженнями вироблення еритропоетину, може надати цінні дані для оптимізації тренувальних програм як у спортивній, так і в клінічній практиці. Взаємозв'язок між фізичними вправами та підвищеним рівнем еритропоетину досліджувався досить широко, проте основні молекулярні механізми й досі залишаються невідомими. Метою цього дослідження було визначити вплив фізичних вправ на рівень еритропоетину в людини. Для проведення систематичного огляду ми здійснили пошук у кількох літературних базах даних, зокрема Scopus, PubMed, Web of Science та Science Direct. Пошук охоплював статті, опубліковані в період з 2015 до 2025 року, у яких розглядалися фізичні вправи та еритропоетин. За допомогою баз даних Scopus, Web of Science, PubMed і Science Direct було знайдено 704 опубліковані праці. Для цього систематичного огляду було відібрано та проаналізовано десять статей, які відповідали критеріям включення. У цьому дослідженні стандартні операційні процедури оцінювалися згідно з критеріями PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses). На основі 10 проаналізованих статей було доведено, що фізичні вправи здатні суттєво підвищувати рівень еритропоетину. Рівень еритропоетину демонструє тенденцію до зростання внаслідок фізичної активності. Це зростання є природною реакцією на фізичне навантаження, особливо за умов гіпоксії. Подібне підвищення є адаптивною реакцією організму на підвищену потребу в кисні. Отже, фізичні вправи сприяють утворенню еритроцитів та розширенню здатності транспортування кисню.

Abstract

Mechanisms of increased erythropoietin levels during physical exercise: a systematic review. Putra D.P., Utami D.A., Sundari L.P.R., Arohman A.S.B. Erythropoietin levels rising during exercise is a significant physiological reaction that helps the body adjust to higher oxygen demands. By triggering biochemical pathways sensitive to variations in oxygen levels, physical activity, especially at high intensities or in hypoxic environments, might increase the production of erythropoietin. This adaptive response enhances erythropoiesis, thus improving oxygen transport capacity to meet the increased metabolic demands during exercise. Furthermore, elucidating the molecular pathways responsible for exercise-induced erythropoietin production may provide valuable insights for optimizing exercise interventions in both athletic and clinical settings. The association between exercise and elevated erythropoietin has been studied extensively, but the underlying molecular mechanisms are still unknown. The aim of this study was to determine the effect of physical exercise on human erythropoietin levels. We reviewed several literature databases, including Scopus, PubMed, Web of Science, and Science Direct, for our systematic review investigation. The search was conducted for articles published between 2015 and 2025 that discussed physical exercise and erythropoietin. Using the Scopus, Web of Science, PubMed, and Science Direct databases, 704 published publications were identified. For this systematic review, ten papers meeting the inclusion criteria were selected and reviewed. This study evaluated standard operating procedures using the preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses criteria. Based on 10 reviewed papers, it has been shown that physical exercise can significantly increase erythropoietin levels. Erythropoietin levels have been demonstrated to rise with physical activity. This rise is a natural reaction to physical activity, especially when there is hypoxia. The body's adaptive reaction to the elevated oxygen requirement is this rise. Exercise therefore contributes to the formation of red blood cells and the expansion of oxygen transport capacity.

Because altitude enables physiological adaptation, athletes frequently engage in physical training there to enhance their physical performance [1]. When oxygen levels fall below average, it's called hypoxia. This condition has drawn attention due to its possible positive physiological consequences and is frequently employed as a means of enhancing physical performance [2]. Long-term exposure to hypoxia, which frequently occurs when arterial oxygen saturation drops below 90%, triggers a variety of physiological responses and adaptations that enhance exercise performance [3]. Over decades of scientific study and athletic practice, numerous strategies for training at high altitudes and hypoxia have been devised.

One of the primary physiological benefits of training in hypoxic environments is an increase in hemoglobin and red blood cell concentration, which is crucial for transferring oxygen from the lungs to the tissues and has a significant influence on enhancing aerobic performance [4]. During exercise, oxygen is transferred from the lung to the muscles via the binding of hemoglobin, an iron-containing protein found in red blood cells [5]. Consequently, hemoglobin mass has a strong association with maximum oxygen consumption and is a valid indicator of blood oxygen-carrying ability [6]. Previous studies have demonstrated that the distinct hypoxic environment at specific altitudes and training load intensities will cause the body to experience a "double" hypoxic stimulation [7]. Erythropoietin (EPO) is one of the vital and advantageous hormones in this system [8].

The vital function of EPO, an evolutionarily conserved hormone mostly produced in the kidney, in erythropoiesis has been well-documented [9]. EPO is a member of the type 1 cytokine superfamily and consists of four α helices formed by 165 amino acids [10]. Because of its high glycosylation rate, EPO generated by kidneys has a plasma half-life of 5-6 hours in humans. The renal tubules' interstitial cells sense relative hypoxia when the red blood cell count falls, and they use a traditional endocrine pathway to release EPO into the bloodstream [9]. Following its migration to the bone marrow, EPO stimulates erythropoiesis via binding to the homodimeric EPO receptor (EPOR) 2 on erythroid progenitors. Small levels of EPO in human serum, controlled by a traditional negative feedback loop, can preserve erythropoiesis homeostasis because of the high affinity of (EPOR) 2 [11].

Many investigations conducted in the last few years have demonstrated that EPO has effects that go far beyond erythropoiesis. EPO has a crucial function in tissue protection and repair at the border surrounding the injury site, where it is produced by numerous tissues under hypoxic, traumatic, or inflammatory conditions [9]. This impact was previously thought to be mediated by reduced apoptosis and suppression of proinflammatory cytokines [12]. Furthermore, previous studies have verified and demonstrated that physical activity or sports training has been found to increase erythropoietin (EPO) in athletes [13]. The exact chemical mechanisms at play, however, are still up for debate and need more research. Thus, the purpose of this study was to ascertain how exercise raised EPO levels and what that meant for people, specifically in terms of enhancing physical performance and ability.

MATERIALS AND METHODS OF RESEARCH

The design of this study was a systematic review conducted in accordance with the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses PRISMA 2020 guidelines. The literature search was performed using four electronic databases: PubMed, ScienceDirect, Web of Science, and Scopus. These databases were selected because they provide comprehensive coverage of peer-reviewed publications in the fields of exercise physiology, sports medicine, hematology, and biomedical sciences.

A predefined search strategy was applied across all databases to identify relevant studies investigating the effects of physical exercise on erythropoietin levels in humans. Duplicate records were removed before the screening process using reference management software. Subsequently, all retrieved articles were screened independently based on predefined inclusion and exclusion criteria, and eligible studies were selected for qualitative synthesis. The study selection process followed the PRISMA 2020 flow diagram to ensure transparency and reproducibility throughout the review process.

The inclusion criteria for this study were created considering papers published from 2015 to 2025 that discussed the effects of physical activity on erythropoietin. Furthermore, our analysis did not include publications that did not meet the standards for scientific validity or that were not included in reputable search indexes such as Scopus, Web of Science, Pubmed, or Science Direct.

Following preliminary review and approval, each paper's complete text, abstract, and title were added to the Mendeley database. Using the Scopus, Science Direct, Pubmed, and Web of Science databases, 704 papers were located in the first phase. 227 eligible papers were chosen for the second screening stage following the title appropriateness screening. 122 papers were chosen for the third round after the title, abstract, and keywords were examined. Each publication was examined, and we concluded that it satisfied the inclusion criteria, which were as follows: the study had to be unique, the parameter had to be an erythropoietin biomarker, the intervention had to be any kind of physical activity, and the sample had to be human. At this stage, we arranged the things according to their general appropriateness. Following a rigorous review and scrutiny procedure, ten papers that satisfied the inclusion criteria were chosen for study. Following the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) (Fig.) standards was one of the study's operational requirements. Furthermore, every publication complies with the Declaration of Helsinki and research standards.

Ethical approval was not required for this study because it is a literature review based exclusively on previously published data and does not involve human participants, animals, biological specimens, or identifiable personal data.

{slider title="Figure. PRISMA flow chart of the article selection process ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

RESULTS AND DISCUSSION

{slider title="Table. Summary of the design and intervention of the studies ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

The purpose of this study was to determine the effect of physical exercise on increasing EPO levels. The results showed that physical exercise significantly increased EPO levels. This is consistent with a previous study in which individuals received an ergometry exercise intervention of 25 sessions over 8 weeks, with three to four sessions per week, which significantly increased EPO levels [14]. According to additional study, training with three sets of 12 repetitions and weight training at intensities of 60%, 70%, or 80% of one repetition maximum significantly increases EPO levels [15]. Other research conducted on athletes undergoing early season training at high levels also showed a significant increase in EPO levels [16].

In a prior study, fourteen individuals completed three 30-minute high-intensity cycling sessions, and the results demonstrated a substantial effect on raising EPO levels [17]. Exercise in hypoxic environments significantly increases EPO levels, according to other research findings [18]. According to earlier studies, swimmers who had completed 10 training sessions per week in addition to land training performed squats, runs, bench presses, pull-ups, and other exercises two to three times a week for an hour each. Twice a week, for 30 minutes each, different types of in-water training were conducted, including elastic band exercise. The study's findings demonstrated a noteworthy influence on rising EPO levels [19].

A 120-minute training program that includes a 20-minute warm-up, 60 minutes of interval training, and a 20-minute cool-down has been shown to be effective when conducted under hypoxic conditions. In addition, the training course runs for six weeks, three days a week. The findings demonstrated that this training had a major effect on EPO levels [20]. According to the findings of another study, athletes who trained for eight weeks at high altitudes had a rise in EPO levels, which may have led to an improvement in their physical performance [3]. The results of other studies demonstrate that exercise at high elevations significantly increases EPO levels [21]. The altitude at which athletes participated in study activities for 21 days was also found to have a substantial effect on raising EPO levels [2]. So, various studies have clearly proven and shown that physical exercise has an impact and influence on increasing EPO levels which will affect athletes' physical performance and aerobic capacity.

Physiological Mechanisms of Physical Exercise in Increasing Erythropoietin Levels

To shed light on the beneficial effects of exercise on EPO levels, it is crucial to talk about and thoroughly investigate the molecular mechanisms behind exercise-induced EPO increase. Exercise and hypoxia are both powerful metabolic stresses. The total blood aggregation rate is greatly increased when these elements are combined. Exercise stimulates the sympathetic nervous system and the HPA axis [22]. The body will also contract its muscles 100 times faster than normal [23]. Energy requirements rise sharply and quickly after this increase in shrinkage [24]. The body searches for ways to obtain oxygen and distribute it throughout the body more rapidly and thoroughly through physiological processes because physical exertion causes hypoxia, or a lack of oxygen [25]. The body's hypoxic phase will cause HIF-1α to be expressed genetically [26]. Furthermore, a steady HIF-1α component is essential for the activation of downstream target genes involved in a number of biological activities, including angiogenesis, glucose metabolism, cell proliferation, and survival. This is accomplished by attaching to the HRE and then transferring to the nucleus to create a heterodimer with HIF-1β [27].

Under the control of HIF-1α, hypoxia can increase EPO secretion [28]. However, proinflammatory factors as MPO, TNF-α, IL-1, or IL-6 can rise in response to acute exercise or severe hypoxia circumstances. Hematological adaptability and the EPO response may be impeded by these situations [29]. A key component of this reaction is hematologic adaptation to extended hypoxia and breathing. The hematologic response is the result of elevated hemoglobin (Hb) and red blood cell levels caused by enhanced EPO production by the kidneys [26]. The body will try to preserve homeostasis while providing energy to the cells if hypoxia is induced [6]. The body will react to hypoxia by producing more erythropoietin [6]. Erythropoiesis is triggered by this hormone [30]. Erythrocyte levels will rise as a result of the body going through this erythropoiesis mechanism [30]. The distribution of oxygen to the cells is increased when the hemoglobin level rises in tandem with the erythrocyte level [31].

Together with red blood cells, hemoglobin is crucial for supplying oxygen to all bodily tissues [32]. The capacity of the heart, lungs, and blood to carry out physical exercise is significantly impacted by VO₂max [8]. Therefore, improving the blood's capacity to bind oxygen can also raise VO₂max while exercising [8]. Increased blood EPO levels speed up the rate and quantity of colony-forming units (CFU-E) that differentiate into red blood cells, which in turn promotes erythropoiesis in the bone marrow. Increased red blood cell mass has the effect of reducing the stimulation for the generation of EPO. When there is a higher demand for oxygen, such as during exercise, inflammation, or heat, the amount of oxygen in tissue decreases, a condition known as metabolic hypoxia [33]. Hypoxia is thought to be the most significant stimulus for EPO release, and EPO mRNA expression is strongly correlated with renal oxygen concentration [34].

According to recent studies, elite athletes' EPO concentrations peak after six days of intermittent hypoxia exposure [35]. Prior research also demonstrated a connection between erythropoiesis and muscle mass [36]. The idea that EPO improves exercise performance by activating EPO receptor subtypes in non-hematopoietic tissues, such as skeletal muscle, is supported by certain data [16]. According to recent research, endogenous EPO regulates skeletal muscle mitochondrial biogenesis through EPO receptors on myocytes [37]. Nijholt et al. demonstrated that the absence of EPO receptors in non-hematopoietic tissues led to decreased myocyte development and exercise capacity in response to voluntary exercise in mice, as well as poor mitochondrial content in skeletal muscle [37]. Therefore, it can be hypothesized that the kidneys may not be the only source of erythropoietin released into the bloodstream as a result of physical activity; the working skeletal muscles may also be involved, at least in the early phases of exercise [37].

Every physical activity session helps to release androgens, cortisol, and noradrenaline [38], It is a hormone that promotes the release of EPO, which increases the bone marrow's erythropoietic activity [34]. By raising the quantity of EPO receptors, testosterone can potentially have a direct impact on erythroblasts [38]. Recent research has also shown that noradrenaline interacts intricately with the bone marrow, which explains why the erythropoietic response depends on exercise length and intensity as well as the stress reaction that goes along with it [38, 39]. Review studies reveal that while prolonged and intense physical exertion (such as ultramarathon running) temporarily raises EPO levels in both trained and untrained men, short-term exercise has no discernible effect on EPO levels [14]. Due to a significant increase in physical effort relative to the person's typical level of physical activity, a brief increase in EPO concentration seems to have adaptive importance.

Strength and Limitations. This systematic review has the advantage of focusing solely on randomized controlled trials, the most trustworthy source of scientific data and removing the potential for ambiguous cause-and-effect correlations. Additionally, the collected samples are human-focused, exhibit consistent data, and aren't mixed with samples from other categories, such as animal samples.

We acknowledge that this systematic review has limitations because it only examined the detailed relationship between exercise and erythropoietin levels. Although the researchers acknowledge the intricacy of the physiological processes taking place within the body, their discussion of physiological reactions and their mechanisms may seem in-depth. Experimental research is required to investigate other biomarkers, such as how erythropoietin levels occur during exercise. Additionally, a thorough analysis of the differences between high- and low-intensity exercise is required; Consequently, more research is advised to address this matter.

CONCLUSIONS

1. According to several related studies we found, regular exercise has been shown to significantly increase human erythropoietin levels.
2. Erythropoietin levels during exercise play an important role in increasing erythropoiesis and improving physical performance in humans or athletes.

Contributors:

Putra D.P. – visualization, writing – original draft;

Utami D.A. – conceptualization, writing – review & editing, data curation;

Sundari L.P.R. – conceptualization, writing – original draft;

Arohman A.S.B. – conceptualization, writing – original draft.

Acknowledgement. We would like to express our gratitude that this publication has received funding from Universitas Airlangga.

Funding. This research received no external funding.

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interest.

REFERENCES

1. Dragos O, Alexe DI, Ursu EV, Alexe CI, Voinea NL, Haisan PL, et al. Training in Hypoxia at Alternating High Altitudes Is a Factor Favoring the Increase in Sports Performance. Healthcare (Basel). 2022;10(11):2296. doi: https://doi.org/10.3390/healthcare10112296
2. Man MC, Ganera C, Bărbuleț GD, Krzysztofik M, Panaet AE, Cucui AI, et al. The modifications of haemoglobin, erythropoietin values and running performance while training at mountain vs. Hilltop vs. Seaside. Int J Environ Res Public Health. 2021 Sep 8;18(18):9486. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph18189486
3. Fernández-Lázaro D, Mielgo-Ayuso J, Santamaría G, Gutiérrez-Abejón E, Domínguez-Ortega C, García-Lázaro SM, et al. Adequacy of an Altitude Fitness Program (Living and Training) plus Intermittent Exposure to Hypoxia for Improving Hematological Biomarkers and Sports Performance of Elite Athletes: A Single-Blind Randomized Clinical Trial. Int J Environ Res Public Health. 2022 Jul 26;19(15):9095. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph19159095
4. Breda FL, Manchado-Gobatto FB, de Barros Sousa FA, Beck WR, Pinto A, Papoti M, et al. Complex networks analysis reinforces centrality hematological role on aerobic-anaerobic performances of the Brazilian Paralympic endurance team after altitude training. Sci Rep. 2022 Jan 21;12(1):1148. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-022-04823-w
5. Poole DC, Musch TI. Capillary-Mitochondrial Oxygen Transport in Muscle: Paradigm Shifts. Function (Oxf).2023 Mar 16;4(3):zqad013. doi: https://doi.org/10.1093/function/zqad013
6. Nagel MJ, Jarrard CP, Lalande S. Effect of a single session of intermittent hypoxia on erythropoietin and oxygen-carrying capacity. Int J Environ Res Public Health. 2020 Oct 4;17(19):7257. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph17197257
7. Hobbins L, Girard O, Gaoua N, Hunter S. Acute psycho-physiological responses to perceptually regulated hypoxic and normoxic interval walks in overweight-to-obese adults. J Sci Med Sport. 2021 May;24(5):481-7. doi: https://doi.org/10.1016/j.jsams.2020.11.011
8. Ayubi N, Wibawa JC, Aljunaid M. Physical Exercise at High Altitudes Increases Erythropoietin Hormone Secretion: A Systematic Review. Al-Rafidain J Med Sci. 2024 Jul 6;7(1):29-33. doi: https://doi.org/10.54133/ajms.v7i1.1031
9. Peng B, Kong G, Yang C, Ming Y. Erythropoietin and its derivatives: from tissue protection to immune regulation. Cell Death Dis. 2020 Feb 3;11(2):79. doi: https://doi.org/10.1038/s41419-020-2276-8
10. Brines M, Cerami A. The Receptor That Tames the Innate Immune Response. Mol Med. 2012 May 9;18(1):486-96. doi: https://doi.org/10.2119/molmed.2011.00414
11. Krzyzanski W, Wyska E. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of erythropoietin receptor in healthy volunteers. Naunyn-Schmied Arch Pharmacol. 2008;377:637-45. doi: https://doi.org/10.1007/s00210-007-0225-z
12. Brines M, Cerami A. Erythropoietin-mediated tissue protection: reducing collateral damage from the primary injury response. J Intern Med. 2008 Nov;264(5):405-32. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2796.2008.02024.x
13. Płoszczyca K, Langfort J, Czuba M. The Effects of Altitude Training on Erythropoietic Response and Hematological Variables in Adult Athletes : A Narrative Review. Front2018 Apr 11;9:375. doi: https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00375
14. Montero D, Breenfeldt-Andersen A, Oberholzer L, Haider T, Goetze JP, Meinild-Lundby AK, et al. Erythropoiesis with endurance training : dynamics and mechanisms. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2017 Jun 1;312(6):R894-R902. doi: https://doi.org/10.1152/ajpregu.00012.2017
15. Ribeiro F, Ribeiro IP, Gonçalves AC, Alves AJ, Melo E, Fernandes R, et al. Effects of resistance exercise on endothelial progenitor cell mobilization in women. Sci Rep.2017 Dec 19;7(1):17880. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-18156-6
16. Dziembowska I, Wójcik M, Bukowski J, Żekanowska E. Physical Training Increases Erythroferrone Levels in Men. Biology.2021;10(11):1215. doi: https://doi.org/10.3390/biology10111215
17. Azadan RJ, Agha NH, Kunz HE, Baker FL, Mylabathula PL, Ledoux TA, et al. The effects of normoxic endurance exercise on erythropoietin (EPO) production and the impact of selective β 1 and non – selective β 1 + β 2 adrenergic receptor blockade. Eur J Appl Physiol. 2021 May;121(5):1499-511. doi: https://doi.org/10.1007/s00421-020-04558-4
18. Yatsutani H, Mori H, Ito H, Hayashi N, Girard O, Goto K. Endocrine and Metabolic Responses to Endurance Exercise Under Hot and Hypoxic Conditions. Front Physiol.2020 Aug 19;11:932. doi: https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00932
19. Weng X, Lin J, Yuan Y, Lin B, Huang W, Tin HT, et al. Intermittent Hypoxia Exposure Helps to Restore the Reduced Hemoglobin Concentration During Intense Exercise Training in Trained Swimmers. Front Physiol. 2021 Nov 29;12:736108. doi: https://doi.org/10.3389/fphys.2021.736108
20. Park HY, Jung WS, Kim SW, Kim J, Lim K. Effects of Interval Training Under Hypoxia on Hematological Parameters, Hemodynamic Function, and Endurance Exercise Performance in Amateur Female Runners in Korea. Front2022 May 18;13:919008. doi: https://doi.org/10.3389/fphys.2022.919008.
21. Wang JC, Yim KT, Choi YC. Effects of LHTH Training at 1600 m on Exercise Performance, Complete Blood Count and Erythropoietin: a case study of South Korean Elite Male Cross-Country Skiers. Journal of Men's Health. 2022;18(9):1-9. doi: https://doi.org/10.31083/j.jomh1809187
22. Daniela M, Catalina L, Ilie O, Paula M, Daniel-Andrei I, Ioana B. Effects of Exercise Training on the Autonomic Nervous System with a Focus on Anti-Inflammatory and Antioxidants Effects. Antioxidants (Basel). 2022 Feb 10;11(2):350. doi: https://doi.org/10.3390/antiox11020350
23. McKenna MJ, Renaud JM, Ørtenblad N, Overgaard K. A century of exercise physiology: effects of muscle contraction and exercise on skeletal muscle Na+,K+-ATPase, Na+ and K+ ions, and on plasma K+ concentration-historical developments. Eur J Appl Physiol. 2024 Mar;124(3):681-751. doi: https://doi.org/10.1007/s00421-023-05335-9
24. Liepinsh E, Makarova E, Plakane L, Konrade I, Liepins K, Videja M, et al. Low-intensity exercise stimulates bioenergetics and increases fat oxidation in mitochondria of blood mononuclear cells from sedentary adults. Physiol2020 Jun;8(12):e14489. doi: https://doi.org/10.14814/phy2.14489
25. Drouin PJ, Liu T, Lew LA, McGarity-Shipley E, Tschakovsky ME. The ‘normal’ adjustment of oxygen delivery to small muscle mass exercise is not optimized for muscle contractile function. J Physiol. 2023 Feb;601(4):783-99. doi: https://doi.org/10.1113/JP283933
26. Macarlupu JL, Marchant D, Jeton F, Villafuerte F, Richalet JP, Voituron N. Effect of exercise training in rats exposed to chronic hypoxia: Application for Monge’s disease. Physiol 2021;9(7):e14750. doi: https://doi.org/10.14814/phy2.14750
27. Kierans SJ, Taylor Regulation of glycolysis by the hypoxia-inducible factor (HIF): implications for cellular physiology. J Physiol. 2021;599:23-37. doi: https://doi.org/10.1113/JP280572
28. Yulfadinata A, Ayubi N, Cahyanto Wibawa J, Zulfikar Rizki A. The Effect of Physical Exercise in INcreasing Hypoxia-Inducible Factor-1Alpha: A Systematic Review. Medicni Perspekt. 2025;6:182-92. doi: https://doi.org/10.26641/2307-0404.2025.3.340762
29. Morceau F, Dicato M, Diederich M. Regarding Molecular Mechanisms of Erythropoiesis. Mediators Inflamm.2009;2009:405016. doi: https://doi.org/10.1155/2009/405016
30. Bhoopalan SV, Huang LJs, Weiss MJ. Erythropoietin regulation of red blood cell production : from bench to bedside and back. F1000Research. 2025;9:1-17. doi: https://doi.org/10.12688/f1000research.26648.1
31. Sepriadi, Jannah K, Eldawaty. The effect of jogging exercise to improve hemoglobin levels. J Phys Conf2020;1481(1):012028. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1481/1/012028
32. Eltonsy S, Dufour Doiron M, Simard P, Jose C, Sénéchal M, Bouchard DR, et al. Effects of the combination of metformin and exercise on glycated hemoglobin, functional capacity, lipid profile, quality of life, and body weight. J Int Med Res. 2019 Mar;47(3):1131-45. doi: https://doi.org/10.1177/0300060518817164
33. Elayyan A. Case Report Erythropoietin and physical exercise. Direct Res J Heal Pharmacol. 2013;1(1):1-4. Available from: https://directresearchpublisher.org/drjhp/files/2013/10/Elayyan.pdf
34. Lobigs LM, Sharpe K, Garvican-Lewis LA, Gore CJ, Peeling P, Dawson B, et al. The athlete’ s hematological response to hypoxia : A meta- analysis on the influence of altitude exposure on key biomarkers of erythropoiesis. Am J Hematol. 2018 Jan;93(1):74-83. doi: https://doi.org/10.1002/ajh.24941
35. Kasperska A, Zembron-lacny A. The effect of intermittent hypoxic exposure on erythropoietic response and hematological variables in elite athletes. Physiol Res. 2020;69:283-90. doi: https://doi.org/10.33549/physiolres.934316
36. Rundqvist H, Rullman E, Sundberg CJ, Fischer H, Eisleitner K, Ståhlberg M, et al. Activation of the erythropoietin receptor in human skeletal muscle. Eur J Endocrinol. 2009 Sep;161(3):427-34. doi: https://doi.org/10.1530/EJE-09-0342
37. Nijholt KT, Meems LMG, Ruifrok WPT, Maass AH, Yurista SR, Pavez-Giani MG, et al. The erythropoietin receptor expressed in skeletal muscle is essential for mitochondrial biogenesis and physiological exercise. Pflugers2021 Aug;473(8):1301-13. doi: https://doi.org/10.1007/s00424-021-02577-4
38. Luccia TPB, Natali JES, Moreira A, Chaui-Berlinck JG, Bicudo JEPW. Bouts of exercise elicit discordant testosterone: cortisol ratios in runners and non-runners. ArchEndocrinol 2018 Jun;62(3):325-31. doi: https://doi.org/10.20945/2359-3997000000042
39. Hayes LD, Grace FM, Baker JS, Sculthorpe N. Exercise-Induced Responses in Salivary Testosterone, Cortisol, and Their Ratios in Men: A Meta-Analysis. Sports Med. 2015 May;45(5):713-26. doi: https://doi.org/10.1007/s40279-015-0306-y 

Key words: competence, learning outcomes, competency-based education, education continuing, physical therapists, physical therapy specialty, pediatrics

Реферат

Міжнародні професійні організації відзначають стале зростання потреби в послугах фізичної терапії в педіатрії, підкреслюючи необхідність підвищення якості освіти та підготовки фахівців у цій галузі реабілітації. Післядипломна освіта набуває важливого значення як інструмент розвитку спеціалізованої підготовки фізичних терапевтів у педіатрії та вдосконалення кадрового потенціалу системи реабілітації. Мета дослідження – оцінити вплив комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання з фізичної терапії в педіатрії на рівень опанування передбачених результатів навчання. У цьому дослідженні було застосовано одногруповий квазіекспериментальний дизайн із пре- та посттестуванням і восьмимісячним follow-up. Навчання передбачало реалізацію комплексної програми післядипломного навчання для фізичних терапевтів у педіатрії, а зміни в самооцінці результатів навчання оцінювали до та після проходження програми. Оцінювання впливу комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії здійснювалося в три етапи: перед навчанням, після навчання та через вісім місяців після проходження навчання. Методологія оцінювання ґрунтувалася на моделі Кіркпатріка. Збір емпіричних даних здійснювали методом анкетування. Для аналізу результатів застосовували методи описової статистики (середнє значення, стандартне відхилення різниці, відсотковий приріст). Для оцінювання статистично значущої відмінності використовували критерій знакових рангів Вілкоксона. За результатами дослідження встановлено підвищення загального рівня самооцінки компетентностей після завершення програми: середній показник зріс з 3,59 до 4,30 бала. Найвищі показники приросту спостерігались у темах про використання інструментів оцінювання в дітей з РАС (+47,66%), класифікацію та особливості розвитку дітей з РАС (+43,88%) та методи фізичної терапії в роботі з дітьми з РАС (+40,67%). Рівень задоволеності учасників програмою був високим: навчальне середовище оцінено в середньому на 4,89 бала, організація програми – на 4,78 бала. Комплексна компетентнісно орієнтована програма післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії асоціювалася зі статистично значущим підвищенням рівня самооцінювання сформованості результатів навчання (p<0,05). Збереження позитивних змін через вісім місяців свідчить про потенціал програми щодо підтримки професійного розвитку учасників.

Abstract

An evaluation of the impact of a comprehensive, competence-based postgraduate training programme for physiotherapists specialising in paediatrics. Baran O.A., Messerli F., Mayer L., van de Molen E., Tymruk-Skoropad K.A., Basenko L.I. International professional organisations note a steady increase in the demand for paediatric physiotherapy services, emphasising the need to improve the quality of education and training for specialists in this field of rehabilitation. Postgraduate education is becoming increasingly important as a means of developing specialised training for physiotherapists in paediatrics and enhancing the human resource capacity of the rehabilitation system. The aim of the study was to assess the impact of a comprehensive, competence-based postgraduate training programme in paediatric physiotherapy on the level of attainment of the intended learning outcomes. This study employed a single-group quasi-experimental design with pre- and post-tests and an eight-month follow-up. The training involved the implementation of a comprehensive postgraduate training programme for paediatric physiotherapists, and changes in self-assessed learning outcomes were assessed before and after completion of the programme. The impact of the comprehensive, competence-based postgraduate training programme for paediatric physiotherapists was assessed in three stages: before the training, after the training, and eight months after completion of the training. The evaluation methodology was based on the Kirkpatrick model. Empirical data were collected using a questionnaire. Descriptive statistical methods (mean, standard deviation of the difference, percentage increase) were used to analyse the results. The Wilcoxon signed-rank test was used to assess statistically significant differences. The study found an increase in the overall level of self-assessment of competences following completion of the programme: the average score rose from 3.59 to 4.30 points. The highest increases were observed in the topics concerning the use of assessment tools for children with ASD (+47.66 per cent), the classification and developmental characteristics of children with ASD (+43.88 per cent), and physiotherapy methods for working with children with ASD (+40.67 per cent). Participants’ satisfaction with the programme was high: the learning environment was rated at an average of 4.89 points, and the organisation of the programme at 4.78 points. A comprehensive, competence-based postgraduate training programme for physiotherapists specialising in paediatrics was associated with a statistically significant increase in participants’ self-assessment of their learning outcomes (p<0.05). The fact that these positive changes were maintained eight months later indicates the programme’s potential to support participants’ professional development.

Фізична терапія в педіатрії забезпечує раннє втручання, профілактику вторинних ускладнень, оптимізацію функціонального розвитку та функціонування дітей. Міжнародні професійні організації відзначають стале зростання потреби в послугах фізичної терапії в педіатрії, підкреслюючи необхідність підвищення якості освіти та підготовки фахівців у цій галузі реабілітації [1, 2, 3].

Компетентнісний підхід до спеціалізованої підготовки фізичних терапевтів у педіатрії відповідає сучасній передовій практиці [4]. Післядипломна освіта є оптимальною для впровадження такого підходу, оскільки вона безпосередньо пов’язана з практичною діяльністю та професійною відповідальністю фахівця [5].

Водночас часто імплементація здобутих компетентностей у повсякденну практику фізичних терапевтів є фрагментарною, залежить від індивідуального досвіду фахівця та рівня його базової підготовки [6]. Аналіз освітніх програм підготовки фізичних терапевтів в Україні виявляє значну варіабельність у змісті складової з фізичної терапії в педіатрії, що ускладнює узгодження вимог системи формальної освіти, яка не передбачає спеціалізації на додипломному рівні за жодним з напрямків реабілітації.

За таких умов післядипломна освіта набуває важливого значення як інструмент розвитку спеціалізованої підготовки фізичних терапевтів у педіатрії та вдосконалення кадрового потенціалу системи реабілітації.

Метою дослідження є оцінити вплив комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання з фізичної терапії в педіатрії на рівень опанування передбачених результатів навчання.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

У цьому дослідженні було застосовано одногруповий квазіекспериментальний дизайн із пре- та посттестуванням і 8-місячним follow-up [7]. Навчання передбачало реалізацію комплексної програми післядипломного навчання для фізичних терапевтів у педіатрії, а зміни в самооцінці результатів навчання оцінювали до та після проходження програми.

Дослідження «Зміцнення фахового потенціалу реабілітації. Україна – 2025», що впроваджується в межах ініціативи «Реабілітація травм війни в Україні», яку реалізує БФ «Пацієнти України» за підтримки Бюро Всесвітньої організації охорони здоров’я в Україні та Європейського Союзу, схвалене комісією з питань етики Фонду досліджень наук про здоров’я (протокол комісії з біоетики № КЕ-007-2025 від 23.06.2025 р.), проведене згідно з письмовою згодою учасників та відповідно до принципів, викладених у Гельсінській декларації «Етичні принципи медичних досліджень за участю людей» та «Загальній декларації про біоетику та права людини (ЮНЕСКО)».

Організація дослідження передбачала підготовчий етап та реалізацію навчальної програми.

Підготовчий етап. На підготовчому етапі, який тривав з березня до травня 2025 року, було розроблено методологію оцінювання, визначено результати навчання та розроблено комплексну компетентнісно орієнтовану програму післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії.

Результати навчання програми були сформульовані на основі інтегрованого переліку професійних компетентностей фізичного терапевта в педіатрії [4]. На основі визначених результатів навчання була розроблена комплексна компетентнісно орієнтована програма післядипломного навчання «Фізична терапія у педіатрії». Програму розроблено командою з п’яти українських експертів під супервізією міжнародних академічних і клінічних фахівців. Навчання проводилося за підходом Тренінг для тренерів (Training of Trainers, ToT) з метою подальшого поширення освітніх підходів у закладах вищої освіти.

Учасники дослідження. Учасниками дослідження були фізичні терапевти в педіатрії, які мають клінічний досвід роботи та є викладачами українських закладів вищої освіти (ЗВО), що здійснюють підготовку фахівців з фізичної терапії. У дослідженні взяли участь 10  осіб, з яких дев’ять завершили всі етапи навчальної програми та були включені до підсумкового аналізу.

Критерії включення:

1) наявність досвіду роботи у ЗВО та клінічного досвіду роботи з дітьми не менше одного року;

2) представництво ЗВО, який має або планує співпрацю із закладом охорони здоров’я для забезпечення клінічної практики з фізичної терапії в педіатрії;

3) надання згоди на обробку персональних даних.

Відбір учасників здійснювався відповідно до попередньо визначених критеріїв, погоджених командою експертів та представниками професійних спільнот.

Реалізація навчальної програми

Програма складалася із теоретичної та практичної частин. Теоретична частина навчальної програми реалізовувалася дистанційно. Вона включала 12 лекцій, додаткові навчальні матеріали та завдання для самостійного опрацювання, розміщені на платформі Canvas.

Зміст теоретичного компонента був структурований за такими тематичними блоками: ранній розвиток, раннє втручання та нейромоторний розвиток; клінічне мислення, оцінювання та постановка цілей у фізичній терапії в педіатрії; доказові втручання в дитячій реабілітації; фізична терапія при неврологічних порушеннях розвитку в дітей; міждисциплінарний підхід у фізичній терапії в педіатрії.

Практична частина програми передбачала чотириденний очний тренінг та стажування в закладі охорони здоров’я, що спеціалізується на наданні реабілітаційної допомоги дітям.

Оцінювання впливу комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії здійснювалося в три етапи:

– етап 1 (перед навчанням). Мета – визначення рівня сформованості професійних компетентностей учасників;

– етап 2 (після проходження навчання). Мета – оцінювання рівня зростання професійних компетентностей учасників, визначення рівня задоволеності навчальним процесом;

– етап 3 (через вісім місяців після проходження навчання). Мета – оцінювання рівня перенесення отриманих знань і навичок у професійну діяльність учасників дослідження.

Методологія оцінювання ґрунтувалася на моделі Кіркпатріка, що дозволило врахувати принципи навчання дорослих і потреби оцінювання ефективності освітніх втручань у межах цього дослідження [8].

Збір емпіричних даних здійснювали методом анкетування з урахуванням сучасних підходів до планування, проведення та звітування опитувальних досліджень [9]. На першому та другому етапі дослідження застосовано опитувальник самооцінювання рівня сформованості професійних компетентностей фізичних терапевтів у педіатрії (анкета № 1). Опитувальник складався з 36 запитань, з яких 31 оцінювалося за п’ятибальною шкалою Лайкерта (від 1 – «зовсім не впевнений» до 5 – «повністю впевнений/можу навчати інших») [10]. Опитування проводилося на етапах 1 і 2.

На другому етапі також було використано опитувальник оцінювання задоволеності учасників змістом комплексної програми післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії (анкета № 2), організаційними умовами, якістю викладання, практичною релевантністю матеріалу та формами взаємодії з викладачами (рівні реакції та навчання за моделлю Кіркпатріка). Анкета містила 18 запитань.

На третьому етапі, який відбувся через вісім місяців після завершення навчання, було оцінено рівень перенесення отриманих знань та навичок у професійну діяльність учасників (рівень зміни поведінки за моделлю Кіркпатріка). Розроблена для цього анкета (Анкета № 3) містила 26 запитань, з яких 17 оцінювалися за семибальною шкалою Лайкерта (від 1 – «повністю не погоджуюсь» до 7 – «повністю погоджуюсь»).

Анкети були розроблені командою експертів на основі результатів навчання програми та інтегрованого переліку професійних компетентностей фізичного терапевта в педіатрії [4]. Змістова валідність анкет була оцінена українськими та міжнародними експертами, залученими до розроблення програми.

Опитування відбувалося в онлайн-форматі. Анкети № 1, 2, 3 були створені на платформі Qualtrics. Для аналізу результатів застосовували методи описової статистики (середнє значення, стандартне відхилення різниці, різниця середніх значень, відсотковий приріст) [11].

Для порівняння пов’язаних вибірок до та після завершення навчальної програми застосовували критерій знакових рангів Вілкоксона [12]. Відмінності вважали статистично значущими при p<0,05.

Статистичну обробку даних здійснювали за допомогою ліцензійного програмного забезпечення Microsoft Excel для Microsoft 365; ліцензія статистичної програми: № 8N9PT-C3K6J-VM73J-F9M27-KHGXK. Візуалізацію отриманих даних здійснювали за допомогою засобів Libre Office.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Метою проєкту «Зміцнення фахового потенціалу реабілітації. Україна – 2025» є посилення інституційної спроможності системи підготовки фахівців з реабілітації шляхом забезпечення доступу до сучасних доказових знань, клінічних підходів і міжнародних стандартів практики, а також формування системної та якісної моделі професійної підготовки, що відповідає потребам системи охорони здоров’я та підтримує безперервний професійний розвиток за напрямом фізичної терапії в педіатрії.

Результати подано відповідно до трьох етапів оцінювання дослідження. У дослідженні взяли участь 10 осіб, з яких дев’ять завершили всі етапи навчальної програми та були включені до підсумкового аналізу. Учасники представляли дев’ять ЗВО із семи областей України. Серед учасників 44,4% мали понад 15 років досвіду викладацької діяльності, а 33,3% – понад 15 років клінічного досвіду (рис.). Професійний досвід учасників охоплював роботу з дітьми з неврологічними, ортопедичними та генетично зумовленими порушеннями, а також дітьми, які потребували ранньої реабілітації після складних травм і порушень розвитку.

{slider title="Рисунок. Розподіл респондентів за досвідом професійної діяльності (n=9) ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

Вхідне оцінювання учасників виявило низку пріоритетних потреб. Найчастіше учасники визначали потребу в поглибленні знань і практичних навичок щодо реабілітації дітей з неврологічними та генетичними захворюваннями, раннього втручання та роботи з дітьми групи ризику, зокрема передчасно народженими дітьми, фізичної терапії після ампутацій, політравм, опіків і поранень. Окремо респонденти підкреслювали потребу в застосуванні сучасних інструментів оцінювання, позиціонування, ортезування, допоміжних технологій, а також у розвитку підходів до компетентнісно орієнтованого навчання та формування клінічного мислення у студентів (табл. 1).

{slider title="Таблиця 1. Зміни результатів самооцінювання рівня сформованості результатів навчання учасників комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії (n=9) ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: M – середнє значення; A – до навчання; B – після навчання; ΔM – різниця середніх значень; ЦП – церебральний параліч; РАС – розлади аутистичного спектру; МКФ – Міжнародна класифікація функціонування, обмежень життєдіяльності та здоров’я; * – статистично значуща різниця між загальними показниками до та після навчання за критерієм знакових рангів Вілкоксона; T=4; p<0,05. {/sliders}

Згідно з оцінюванням (анкета № 1), найвищий рівень зростання учасники відзначили щодо результатів навчання, пов’язаних з роботою з дітьми з розладом аутистичного спектра (РАС), що стосуються клінічного мислення та оцінювання спастичності (табл. 1).

Після завершення навчальної програми учасники вказали на зростання рівня самооціненої сформованості у не менше ніж 90% результатів навчання. За результатами дослідження встановлено підвищення загального рівня самооцінки компетентностей після завершення програми: середній показник зріс з 3,59 до 4,30 бала. Порівняння показників самооцінювання рівня сформованості результатів навчання до та після проходження програми за критерієм знакових рангів Вілкоксона виявило статистично значущі відмінності між двома етапами оцінювання (T=4; p<0,05), що свідчить про підвищення самооцінюваного рівня сформованості результатів навчання після навчання.

Найвищі показники приросту спостерігались у темах про використання інструментів оцінювання в дітей з РАС (+47,66%), класифікацію та особливості розвитку дітей з РАС (+43,88%) та методи фізичної терапії в роботі з дітьми з РАС (+40,67%). Значний приріст спостерігався в результатах навчання, пов’язаних з роботою з дітьми з ЦП та раннім втручанням, зокрема: у темах про визначення форм ЦП (+34,47%), створення програм силових втручань для дітей з ЦП (+27,64%), визначення груп ризику новонароджених (+23,54%) та застосування принципів рухового навчання (+20,98%).

Найменші зміни спостерігались у результатах навчання, пов’язаних з клінічним мисленням (+2,75%), оцінюванням спастичності (+2,91%) та формулюванням цілей на рівні діяльності й участі (+5,35%).

Найвищі середні значення спостерігались у результатах навчання, пов’язаних з роллю гри у фізичній терапії (4,78), визначенням груп ризику новонароджених (4,67), співпрацею з батьками (4,67), раннім втручанням (4,67), визначенням ключових етапів моторного розвитку дитини (4,67) та формуванням ефективної комунікації та співпраці з батьками як активними учасниками реабілітаційного процесу (4,67).

Середні значення за компонентами навчальної програми учасники оцінювали вище ніж 4/5 балів. Найвищу оцінку отримало клінічне стажування (4,67±0,50), тоді як практичний тренінг та онлайн-лекції були оцінені на 4,55±0,73 та 4,22±0,67 бала відповідно. Загальний рівень задоволеності навчальним курсом був високим. Найвищі оцінки отримали навчальне середовище (4,89±0,33) та організація навчального процесу (4,78±0,44).

Учасники відзначили активну участь у групових обговореннях, спільній роботі та взаємодії під час занять. Комунікація між учасниками та викладачами була оцінена найвище (5,00±0,00). Завдання для самостійного опрацювання та додаткові навчальні матеріали також були сприйняті як змістовні та такі, що сприяють мотивації до навчання.

Через вісім місяців після завершення комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії було проведено оцінювання з метою визначення того, якою мірою набуті компетентності та освітні підходи були інтегровані у викладацьку практику учасників.

Результати опитування продемонстрували високий рівень інтеграції набутих знань і підходів у викладацьку практику. Респонденти зазначили, що участь у програмі сприяла удосконаленню наявних курсів у межах їхніх ЗВО (6,3±0,82) та оновленню або розширенню змісту дисциплін (6,4±0,84). Учасники також повідомляли про інтеграцію нових тем з фізичної терапії в педіатрії в освітні програми (5,7±1,16), впровадження інтерактивних методів навчання та клінічних випадків (5,8±0,92), а також зміну структури або формату проведення занять (5,2±1,14) (табл. 2).

Найвищі показники, пов’язані з упровадженням, спостерігались щодо впевненості у викладанні змісту фізичної терапії в педіатрії (6,67±0,50), застосуванні сучасних освітніх підходів (6,44±0,53) та викладанні оновленого змісту дисциплін (6,33±0,50) (табл. 2).

{slider title="Таблиця 2. Результати впровадження, пов’язані з інтеграцією набутих знань у викладацьку практику ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: M – середнє значення; SD – стандартне відхилення. {/sliders}

Учасники повідомляли про позитивні зміни в залученості студентів та навчальному процесі після впровадження оновлених освітніх підходів. Респонденти відзначали більшу зацікавленість студентів темами фізичної терапії в педіатрії  (5,89±1,17), вищу активність під час занять (5,67±0,87) та краще розуміння принципів фізичної терапії в педіатрії (5,89±0,78). Найвищий показник у цьому блоці стосувався покращення практичних навичок студентів під час навчання (6,22±0,67) (табл. 3).

{slider title="Таблиця 3. Результати щодо студентів після впровадження оновленого курсу з фізичної терапії в педіатрії ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: M – середнє значення; SD – стандартне відхилення. {/sliders}

Респонденти визначили низку бар’єрів, які ускладнювали інтеграцію оновленого змісту в наявні освітні програми. Найчастіше учасники повідомляли про структурні обмеження освітніх програм, зокрема недостатню кількість навчальних годин, жорсткість наявних навчальних планів та відсутність окремих дисциплін з фізичної терапії в педіатрії в деяких програмах підготовки фахівців з реабілітації. Респонденти також описували обмежену інституційну гнучкість щодо інтеграції нових освітніх компонентів.

Учасники також повідомляли про бар’єри, пов’язані з освітніми ресурсами. Декілька учасників описували самостійну адаптацію англомовних матеріалів, створення навчальних ресурсів та придбання практичних матеріалів власним коштом. Учасники також повідомляли про труднощі, пов’язані з дистанційним навчанням та обмеженими можливостями для практичної підготовки.

Учасники окреслили низку напрямів для покращення програми післядипломного навчання. Зокрема, йшлося про необхідність подальшого розширення практичної складової курсу, урізноманітнення клінічних баз практики, посилення взаємодії між викладачами та практиками, а також збільшення часу для спільної роботи над розробкою освітніх компонентів.

Наскільки нам відомо, проведене дослідження є одним з перших в Україні, що загострює питання удосконалення спеціалізованої підготовки фізичних терапевтів у педіатрії та пропонує компетентнісно орієнтований підхід до формування програм післядипломного навчання. Отримані результати узгоджуються із сучасними міжнародними підходами до розвитку компетентнісно орієнтованої освіти у фізичній терапії, яка розглядається як безперервний процес формування професійних компетентностей упродовж усього освітнього континууму [5]. Сучасні дослідження у сфері реабілітаційної освіти підкреслюють, що компетентнісно орієнтовані моделі навчання мають бути спрямовані не лише на передачу знань, але й на розвиток здатності застосовувати їх у клінічних й освітніх ситуаціях [13, 14].

Отримані результати свідчать, що комплексна компетентнісно орієнтована програма післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії асоціювалася зі зростанням самооцінювання компетентностей учасників, високим рівнем задоволеності навчанням та подальшою інтеграцією набутих освітніх підходів у викладацьку та клінічну практику. Зафіксоване зростання узгоджується із сучасними концепціями компетентнісно орієнтованої освіти, відповідно до яких освітній процес має бути спрямований на досягнення чітко визначених результатів навчання та готовність фахівця до практичної діяльності [5, 13].

Найбільший приріст самооцінювання результатів навчання спостерігався у сферах, пов’язаних з РАС, дитячим ЦП, раннім втручанням та адаптацією втручань відповідно до функціональних і вікових потреб дитини. Для цих доменів також був характерний найнижчий вихідний рівень самооцінювання до початку навчання, що може свідчити про обмежену представленість цього контенту в наявних освітніх програмах підготовки фізичних терапевтів в Україні. Подібні результати описані в дослідженнях, де цілеспрямовані освітні втручання асоціюються з найбільшими змінами у сферах з недостатнім попереднім клінічним або освітнім досвідом [5, 16]. Значний приріст у темах раннього втручання може відображати зростання актуальності цих напрямів у сучасному українському контексті фізичної терапії в педіатрії, зокрема в умовах збільшення потреби в реабілітації дітей з комплексними порушеннями.

Більш виражені зміни також спостерігалися в темах, що включали клінічні демонстрації, аналіз клінічних випадків та практичне відпрацювання навичок. Це узгоджується з даними щодо ефективності практично орієнтованих та симуляційних підходів у підготовці фізичних терапевтів у педіатрії [18].

Менш виражені зміни спостерігалися в компетентностях, пов’язаних з клінічним мисленням, оцінюванням спастичності та формулюванням цілей на рівні активності й участі. Такі результати можуть бути пов’язані зі складністю цих компетентностей та необхідністю тривалішого клінічного досвіду, супервізії й повторюваного застосування в реальних клінічних ситуаціях. Сучасні дослідження у сфері реабілітаційної освіти підкреслюють, що розвиток складних клінічних компетентностей потребує довготривалого практичного навчання, інтеграції клінічного й освітнього середовищ та постійного рефлексивного аналізу клінічної практики [6, 14, 15].

Результати третього етапу дослідження дозволяють розглядати освітнє втручання через призму процесів упровадження освітніх змін. Це дослідження включало аналіз перенесення освітніх підходів у викладацьку практику та процесів адаптації навчальних програм. У сучасній літературі підкреслюється, що ефективність освітніх інтервенцій визначається не лише безпосередніми результатами навчання, але й здатністю інтегрувати нові підходи в повсякденну практику та інституційне середовище [13].

Поширення набутих підходів у межах академічного середовища учасників вказує на наявність ефекту поширення освітніх змін, який виходив за межі індивідуального професійного розвитку. Учасники описували обговорення змін навчальних програм на кафедральному рівні, адаптацію навчальних матеріалів та інтеграцію нового змісту в інші дисципліни реабілітаційного профілю. Учасники стали ініціаторами освітніх змін у межах системи підготовки фахівців з реабілітації. Важливість таких змін підтверджується тим, що майбутні фахівці усвідомлюють важливість контрольованого отримання знань та умінь, необхідність щоденної самостійної роботи, мають намір здобувати практичний досвід під час навчання, прагнуть досягти професіоналізму, удосконалити навички спілкування, розвинути витривалість, наполегливість та емпатію [14]. Подібні результати узгоджуються із сучасними підходами до розвитку викладацьких компетентностей, відповідно до яких програми професійного розвитку мають підтримувати інституційні та системні освітні зміни [15].

Важливим результатом дослідження є також сприйнятий вплив оновлених освітніх підходів на студентів та навчальний процес. Учасники описували вищу залученість студентів, більшу активність під час занять, розвиток рефлексії та покращення розуміння ролі фізичного терапевта в мультидисциплінарній команді педіатричної реабілітації. Респонденти також повідомляли про покращення практичних навичок студентів та їхньої здатності застосовувати теоретичні знання в клінічних ситуаціях.

Однією з ключових тем третього етапу дослідження стали інституційні та структурні бар’єри впровадження освітніх змін. Отримані результати демонструють структурне напруження між потребою у впровадженні сучасних освітніх підходів та інституційними можливостями системи підготовки фахівців з реабілітації. Попри високу мотивацію до впровадження змін, процеси адаптації навчальних програм значною мірою залежали від індивідуальної ініціативи викладачів, що може свідчити про недостатню інституційну підтримку системного впровадження освітніх змін. Подібні труднощі описані і в інших країнах під час впровадження компетентнісно орієнтованих освітніх реформ, особливо в умовах обмеженої освітньої інфраструктури та недостатньої гнучкості академічних систем [13, 15, 18].

Освітня модель програми поєднувала компетентнісно орієнтований підхід, клінічні стажування, практичні тренінги та модель підготовки тренерів, реалізовану у співпраці між закладами вищої освіти, клінічними базами та міжнародними партнерами. Застосування моделі підготовки тренерів може бути особливо цінним у контексті масштабування освітніх змін та забезпечення сталості розвитку викладацьких компетентностей в умовах обмежених ресурсів. Міжінституційна та міжнародна співпраця в межах програми створювала умови для поєднання локального освітнього контексту із сучасними міжнародними підходами до підготовки фахівців з реабілітації.

У контексті трансформації системи реабілітації України отримані результати мають прикладне значення. Вони можуть свідчити, що фрагментовані короткотривалі освітні заходи є недостатніми для системного розвитку спеціалізованої підготовки у фізичній терапії в педіатрії. Натомість програми, що поєднують компетентнісно орієнтований підхід, розвиток викладацьких компетентностей, інтеграцію з клінічним середовищем та механізми подальшого впровадження освітніх змін, можуть розглядатися як один з перспективних напрямів розвитку післядипломної освіти у сфері реабілітації.

ВИСНОВКИ

1. Після завершення комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання фізичних терапевтів у педіатрії встановлено підвищення загального рівня самооцінювання сформованості результатів навчання з 3,59 до 4,30бала, різниця становила 0,71бала. За критерієм знакових рангів Вілкоксона встановлено статистично значущі відмінності між показниками до та після навчання (T=4; p<0,05), що свідчить про підвищення рівня самооцінювання сформованості результатів навчання після завершення програми.
2. Найбільший відсотковий приріст рівня самооцінювання встановлено щодо використання інструментів оцінювання в дітей з розладами аутистичного спектра (+47,66%), класифікації та особливостей розвитку дітей з розладами аутистичного спектра (+43,88%) та методів фізичної терапії в роботі з дітьми з розладами аутистичного спектра (+40,67%). Найбільш виражені зміни спостерігалися за результатами навчання, щодо яких учасники мали нижчі вихідні показники.
3. Через вісім місяців після завершення програми учасники повідомили про застосування набутих знань та освітніх підходів у викладацькій і професійній діяльності. Найвищі показники впровадження встановлено щодо впевненості у викладанні змісту фізичної терапії в педіатрії (6,67±0,50бала), застосування сучасних освітніх підходів (6,44±0,53бала) та викладання оновленого змісту дисциплін (6,33±0,50 бала).

Обмеження дослідження. До обмежень дослідження належить невеликий розмір вибірки учасників, відсутність контрольної групи та використання самооцінювання як способу визначення досягнення компетентностей.

Подяка. Висловлюємо щиру вдячність експертам і рецензентам, які долучилися до розроблення та реалізації комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання фізичного терапевта в педіатрії (З. Козій, А. Льорчак). Також дякуємо всім учасникам комплексної компетентнісно орієнтованої програми післядипломного навчання за активну участь та їх професійний внесок.

Внески авторів:

Баран О.А. – концептуалізація, методологія, дослідження, курація даних, формальний аналіз, написання – початковий проєкт, написання – рецензування та редагування, адміністрування проєкту;

Мессерлі Ф. – написання – рецензування та редагування;

Майєр Л. – рецензування та редагування;

Е. ван де Молен Е. – рецензування та редагування;

Тимрук-Скоропад К.А. – методологія, ведення, написання – рецензування та редагування.

Басенко Л.І. – написання – рецензування та редагування.

Фінансування. Планування, організація та проведення навчальної програми, а також розроблення методології її оцінювання здійснювалися в межах проєкту «Зміцнення фахового потенціалу реабілітації. Україна – 2025», що впроваджується в межах ініціативи «Реабілітація травм війни в Україні», яку реалізує БФ «Пацієнти України» за підтримки Бюро Всесвітньої організації охорони здоров’я в Україні та Європейського Союзу. Проєкт реалізовувався у співпраці з професійними організаціями, зокрема Всеукраїнським об’єднанням фізичних терапевтів та Українським товариством ерготерапевтів.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

REFERENCES

1. World Physiotherapy. Physiotherapist education framework. [Internet]. London: World Physiotherapy; 2021 [cited 2026 Jun 02]. ISBN: 978-1-914952-01-2 Available from: https://world.physio/sites/default/files/2021-07/Physiotherapist-education-framework-FINAL.pdf
2. Dannemiller L, Mueller M, Leitner A, Iverson E, Kaplan SL. Physical Therapy Management of Children With Developmental Coordination Disorder: An Evidence-Based Clinical Practice Guideline From the Academy of Pediatric Physical Therapy of the American Physical Therapy Association. Pediatr Phys Ther. 2020;32(4):278-313. doi: https://doi.org/10.1097/PEP.0000000000000753
3. Michelucci A, Pietrangelo L, Pecorai C, Boncompagni S, Protasi F. Poster presentation 1. Assembly of calcium entry units improves muscle resistance to fatigue. Abstracts of the 31st Annual Meeting of the European Academy of Childhood Disability (EACD), 2019 May 23-25, Paris, France. Dev Med Child Neurol. 2019;61(Spec Iss S2):62-82. doi: https://doi.org/10.1111/dmcn.14245
4. Baran O, Tymruk-Skoropad K. [Development of an integrated list of professional competencies for physical therapists in paediatrics in Ukraine: a modified Delphi study]. PCS [Internet]. 2025 Dec 30 [cited 2026 Jun 02];4:33-45. doi: https://doi.org/10.31891/pcs.2025.4.4
5. Gruppen LD, Mangrulkar RS, Kolars JC. The promise of competency-based education in the health professions for improving global health. Hum Resour Health. 2012;10:43. doi: https://doi.org/10.1186/1478-4491-10-43
6. Sharp A, Bilyeu C, Wengrovius C, Myers K. Validation of a clinical teaching competency framework for physical therapists: a mixed-methods approach. Phys Ther. 2024;104(12):pzae138. doi: https://doi.org/10.1093/ptj/pzae138
7. Capili B, Anastasi JK. An introduction to types of quasi-experimental designs. Am J Nurs. 2024;124(11):50-52. doi: https://doi.org/10.1097/01.NAJ.0001081740.74815.20
8. Yu JE. Reliability and validity of applying Kirkpatrick model for evaluating exercise rehabilitation program.JExerc  2025;21(4):200-9. doi: https://doi.org/10.12965/jer.2550428.214
9. Zimba O, Gasparyan AY. Designing, conducting, and reporting survey studies: a primer for researchers. J KoreanMed 2023;38(48):e403. doi: https://doi.org/10.3346/jkms.2023.38.e403
10. Sullivan GM, Artino AR Jr. Analyzing and interpreting data from Likert-type scales. J Grad Med Educ. 2013;5(4):541-2. doi: https://doi.org/10.4300/JGME-5-4-18
11. Kaliyadan F, Kulkarni V. Types of variables, descriptive statistics, and sample size. Indian Dermatol Online J.2019;10(1):82-86. doi: https://doi.org/10.4103/idoj.IDOJ_468_18
12. Garrocho-Rangel A, Aranda-Romo S, Martínez-Martínez R, Zavala-Alonso V, Flores-Arriaga JC, Pozos-Guillén A. Fundamentals of nonparametric statistical tests for dental clinical research. Dent J (Basel). 2024;12(10):314. doi: https://doi.org/10.3390/dj12100314
13. Burns RL, Furtado M, Gleeson P, Johnson K. From concept to practice: faculty perceptions on operationalizing competency-based education in physical therapy. J Phys Ther Educ. 2026;40(3):263-72. doi: https://doi.org/10.1097/JTE.0000000000000438
14. Zakharov S, Nekhanevych O, Rusakova O, Smolianova O. Socio-demographic portrait of the applicant and the main motives for choosing the “Therapy and rehabilitation” speciality. Medicni perspektivi. 2024;29(3):183-92. doi: https://doi.org/10.26641/2307-0404.2024.3.313675
15. Schultz KW, Kolomitro K, Koppula S, Bethune CH. Competency-based faculty development: applying transformations from lessons learned in competency-based medical education. Can Med Educ J. 2023;14(5):95-102. doi: https://doi.org/10.36834/cmej.75768
16. Myers K, Bilyeu C, Covington K, Sharp A. Clinical teaching competencies in physical therapist education: a modified Delphi study. Phys Ther. 2022;102(7):pzac063. doi: https://doi.org/10.1093/ptj/pzac063
17. Tovin MM. Competency-based education: a framework for physical therapist education across the continuum.Phys 2022;102(5):pzac044. doi: https://doi.org/10.1093/ptj/pzac044
18. Hough J, Levan D, Steele M, Kelly K, Dalton M. Simulation-based education improves student self-efficacy in physiotherapy assessment and management of paediatric patients. BMC Med Educ. 2019;19:463. doi: https://doi.org/10.1186/s12909-019-1894-2

Key words: contracture, rehabilitation, Omego Plus system, lower limb, walking, pain, recovery of function

Реферат

Бойова травма та тривала іммобілізація закономірно призводять до формування резистентних комбінованих контрактур суглобів нижніх кінцівок. Це зумовлює гостру потребу в інноваційних підходах, зокрема використанні сучасних роботизованих систем з біологічним зворотним зв’язком для цілеспрямованого ремоделювання тканин. Мета – підвищення ефективності реабілітації пацієнтів з комбінованими контрактурами суглобів нижніх кінцівок шляхом інтеграції системи «Omego Plus» у стандартний протокол. У рандомізоване дослідження включено 69 пацієнтів (вік 20-49 років) з діагностованими комбінованими контрактурами суглобів нижніх кінцівок. Основна група (n=34) отримувала стандартну фізичну терапію та заняття із застосуванням системи «Omego Plus» (60 хв, 5 разів/тиждень, 6 тижнів). Контрольна група (n=35) – отримувала лише стандартну фізичну терапію (згідно з настановами NICE-2022). Оцінювання стану пацієнтів методами гоніометрії, мануального м'язового тестування (ММТ), за візуальною аналоговою шкалою болю (ВАШ) та 10-метровим тестом швидкості ходьби (10MWT) проводили до початку втручання, через 6 тижнів та 3 місяці. В основній групі зафіксовано достовірне збільшення амплітуди рухів (згинання в колінному суглобі до 115°, дорсальне згинання в гомілковостопному суглобі до 15° з достовірною перевагою над контрольною групою). Відзначено статистично значуще вищі показники сили стабілізаторів таза (у середньому на 1-1,5 бала вище порівняно з контрольною групою, p<0,001), що підтверджує ефективне рекрутування рухових одиниць. Тест 10MWT виявив накопичувальний ефект системи «Omego Plus» із формуванням статистично значущої міжгрупової переваги на фінальному етапі спостереження (швидкість ходьби збільшилась на 0,44 м/с в основній групі проти 0,36 м/с у контрольній групі, p<0,05). В обох групах зафіксовано зниження інтенсивності больового синдрому, проте в основній групі результат був кращим (зниження показника за ВАШ у середньому на 3,9 бала в основній групі проти 3,1 бала в контрольній групі, p<0,05). Упровадження системи «Omego Plus» у підгострому періоді реабілітації є патогенетично обґрунтованим. Незважаючи на глибину структурних змін, система забезпечує клінічно значуще відновлення мобільності, приріст м’язової сили та стійке зниження болю у віддаленому періоді. Результати доводять переважаючу ефективність застосованої методики над стандартною для структурної перебудови тканин і подолання терапевтичної резистентності

Abstract

Robotic therapy with biofeedback using the “Omego Plus” system in the management of combined lower limb contractures. Riahuzova O.T., Lohvynenko V.V. Combat trauma and prolonged immobilization naturally lead to the development of resistant combined contractures of the lower limb joints. This creates an urgent need for innovative approaches, specifically the use of modern robotic systems with biofeedback for targeted tissue remodeling. Aim – to improve the effectiveness of rehabilitation in patients with combined contractures of the lower limb joints through the integration of the “Omego Plus” system into the standard protocol. The randomized study included 69 patients (aged 20-49 years) diagnosed with combined contractures of the lower limb joints. The main group (n=34) received standard physical therapy and training using the “Omego Plus” system (60 min, 5 times/week, for 6 weeks). The control group (n=35) received only standard physical therapy (according to NICE-2022 guidelines). Assessments using goniometry, manual muscle testing (MMT), the Visual Analogue Scale (VAS) for pain, and the 10-Meter Walk Test (10MWT) were conducted at baseline, after 6 weeks, and 3 months. A statistically significant increase in the range of motion was recorded in the main group (flexion in the knee joint up to 115°, dorsiflexion in the ankle joint up to 15°, showing a significant advantage over the control group). Significantly higher strength indices of the pelvic stabilizers (an average of 1-1.5 points higher compared to the control group, p<0.001) were observed, confirming the effective recruitment of motor units. The 10MWT revealed a cumulative effect of the “Omego Plus” system, with the formation of a statistically significant intergroup advantage at the final stage of observation (walking speed increased by 0.44 m/s in the main group vs. 0.36 m/s in the control group, p<0.05). A reduction in pain syndrome intensity was recorded in both groups, but the result was better in the main group (VAS score decreased by an average of 3.9 points in the main group vs. 3.1 points in the control group, p<0.05). The implementation of the “Omego Plus” system in the subacute rehabilitation period is pathogenetically justified. Despite the depth of structural changes, the system provides clinically significant restoration of mobility, an increase in muscle strength, and a sustained reduction in pain in the long-term period. The results demonstrate the superior effectiveness of the applied method over the standard one for structural tissue remodeling and overcoming therapeutic resistance.

Специфіка мінно-вибухової травми полягає в її багатофакторному впливі на організм, що супроводжується масивним руйнуванням кісткової тканини, утворенням великих дефектів шкіри, фасцій та м’язів, а також тотальною контамінацією ран. В умовах повномасштабної військової агресії проти України травми кінцівок посідають провідне місце у структурі бойових ушкоджень. Застосування апаратів зовнішньої фіксації (АЗФ) та довготривала іммобілізація кінцівок (від кількох місяців до півроку) у поєднанні з ішемією та масивним рубцюванням ранових поверхонь неминуче призводять до розвитку стійких змішаних та комбінованих контрактур суглобів [1, 4, 5]. Розростання фіброзної тканини в м'язах та періартикулярних ділянках призводить до їхньої масивної адгезії. Багатотканинне зрощення зумовлює терапевтичну резистентність: хоча техніки механічного розтягнення дозволяють частково збільшити обсяг рухів, повне відновлення фізіологічної довжини тканин є вкрай складним [6, 17, 19]. Аналіз провідних доказових баз даних (PEDro, Cochrane Library, PubMed) свідчить про відсутність вузькоспеціалізованих клінічних настанов щодо менеджменту саме комбінованих контрактур у дорослих. Наявна інформація здебільшого обмежена загальними принципами профілактики або базується на дослідженнях на моделях тварин, що не можуть бути повноцінно екстрапольовані на складну клінічну картину у військовослужбовців [19, 26]. Для ефективного подолання цих викликів доцільно впроваджувати роботизовані системи, які дають змогу виконувати велику кількість керованих повторень. Використання системи «Omego Plus» з функцією біологічного зворотного зв’язку дозволяє реалізувати диференційоване дозування механічного навантаження для ремоделювання тканин при тугорухливості. У наших попередніх дослідженнях було підтверджено ефективність застосування цієї системи в реабілітації пацієнтів з ізольованими міогенними та артрогенними контрактурами нижніх кінцівок [2, 3]. Проте комбіновані контрактури, що охоплюють структурні зміни як інтраартикулярних, так і періартикулярних тканин, потребують окремого вивчення через їхню високу терапевтичну резистентність.

Метою дослідження є підвищення ефективності реабілітації пацієнтів з комбінованими контрактурами суглобів нижніх кінцівок шляхом клініко-функціонального обгрунтування та інтеграції в реабілітаційний процес роботизованої системи «Omego Plus».

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження було проведене відповідно до вимог Гельсінської декларації Всесвітньої медичної асоціації «Етичні принципи медичних досліджень за участю людини в якості об'єкта дослідження». Всі пацієнти, які взяли участь у дослідженні, надали інформовану письмову згоду. Дослідження виконувалось у рамках науково-дослідної роботи кафедри фізичної реабілітації, спортивної медицини та валеології Дніпровського державного медичного університету «Медичне, фізіотерапевтичне та ерготерапевтичне забезпечення спортивних, оздоровчих та реабілітаційних тренувань» (№ 0121U114435, термін виконання 2022-2026 рр.) і було схвалено комісією з питань біомедичної етики Дніпровського державного медичного університету (протокол № 12 від 25.10.2023).

Дизайн дослідження: рандомізоване контрольоване дослідження з паралельними групами. Протягом 2024-2025 рр. у дослідження були включені 69 пацієнтів з комбінованими контрактурами суглобів нижніх кінцівок середнього віку 38,03±7,26 року, які отримували реабілітацію на базі відділення фізичної та реабілітаційної медицини КНП «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради за програмою післягострого періоду реабілітації.

Критеріями включення були: діагноз посттравматичної контрактури одного або декількох суглобів нижньої кінцівки (кульшового, колінного, гомілковостопного) з обмеженням рухливості з використанням оцінки патологічного кінцевого відчуття («жорстке», «пружинний блок», «капсулярний тип»), що становить від 5% до 15% від норми, виміряний за допомогою гоніометрії; вік старше 18 років; можливість самостійного пересування (з/без допоміжних засобів); загоєння післяопераційних ран (у разі оперативного втручання); надання письмової інформованої згоди на участь у дослідженні.

Критерії виключення: наявність на нижніх кінцівках апарату зовнішньої фіксації (АЗФ); наявність великих дефектів шкірних покривів або активної фази остеомієліту; декомпенсована патологія серцево-судинної системи та наявність інших тяжких соматичних захворювань; вроджені або набуті деформації та захворювання суглобів нижніх кінцівок в анамнезі, які супроводжувалися стійким обмеженням рухливості до отримання травми; наявність клінічних ознак ураження верхнього або нижнього рухового нейрона; «жорстке» кінцеве відчуття (тип «кістка до кістки») під час оцінювання обсягу рухів у суглобі; виражений больовий синдром (≥6 балів за візуальною аналоговою шкалою – ВАШ); когнітивний дефіцит, що унеможливлював адекватну взаємодію з фізичним терапевтом; відмова пацієнта підписати інформовану згоду на участь у дослідженні.

За результатами застосування критеріїв виключення з дослідження вибули 9 пацієнтів, зокрема 2 особи мали апарат зовнішньої фіксації, 2 пацієнти мали запалення та активну фазу остеомієліту, 2 – мали великий дефект шкіри, 3 – відмовились надавати згоду на участь у дослідженні.

Після застосування критеріїв включення-виключення в подальшому дослідженні продовжили участь 60 пацієнтів, яких розподіляли методом простої рандомізації відповідно до згенерованої таблиці випадкових чисел у сервісі Google Sheets до двох груп (основної і контрольної) по 30 осіб у кожній. Сформовані групи не відрізнялися за віком та статтю (p=0,35), що свідчить про їхню статистичну однорідність на початку дослідження (табл. 1). У дослідженні брали участь пацієнти у віці від 20 до 49 років. В основній групі жінки становили 13,3%, чоловіки – 86,7%; у контрольній групі чоловіки становили 96,7%, жінки – 3,3%.

{slider title="Таблиця 1. Аналіз однорідності груп на початку дослідження за демографічними показниками(M(SD), n (%) ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: Ч – чоловіки, Ж – жінки, р – рівень статистичної значущості. {/sliders}

Контрольна група отримувала стандартну фізичну терапію тривалістю 60 хвилин за заняття. Програма фізичної терапії для пацієнтів контрольної групи відповідала настановам Національного інституту охорони здоров'я та удосконалення медичної допомоги (NICE, 2022) з реабілітації травматичних ушкоджень: тренування ходьби, вправи на розтяг, рівновагу, силу. Заняття проводились 5 разів на тиждень протягом 14 днів під час стаціонарного етапу та 5 разів на тиждень протягом 4 тижнів на амбулаторному етапі, що сумарно становило 6 тижнів контрольованої реабілітації відповідно до пакетів медичних гарантій. У віддаленому періоді пацієнти виконували самостійну програму (щоденні тренування тривалістю 30-40 хвилин), спрямовану на збільшення гнучкості, сили, рівноваги та швидкості ходьби.

Крім стандартної програми, пацієнтам основної групи призначали заняття з використанням роботизованої системи «Omego Plus». Тренування на системі тривали 60 хвилин і проводилися 5 разів на тиждень паралельно зі стандартною програмою протягом усього 6-тижневого курсу (загалом 30 занять). Пацієнт розташовувався в положенні сидячи, стопи фіксувалися на спеціалізованих педальних модулях. Пристрій дозволяв виконувати рухи як комплексно, так і в ізольованих площинах з поступовим кінематичним розширенням амплітуди. Завдяки вбудованим датчикам тиску система зчитувала зусилля пацієнта та миттєво відображала їх на екрані у вигляді ігрових завдань (біологічний зворотний зв'язок), що дозволяло терапевту задавати прогресуючий опір в ексцентричному та концентричному режимах.

Для зміцнення м’язів-стабілізаторів застосовували статико-динамічний режим, що поєднував ізотонічні рухи з короткочасною ізометричною експозицією (статичною фіксацією) у точках максимальної м'язової напруги. Окремий блок вправ був присвячений ізольованій зміні функцій гомілковостопного суглоба: за допомогою спеціалізованих педалей з фіксацією стопи реалізовувався рух виключно в площині плантарного згинання. Така біомеханічна модель дозволяла акцентувати увагу на керованому ексцентричному навантаженні м’язів дорсального згинання, що є критично важливим фактором для відновлення фізіологічних фаз опору та переносу стопи під час ходьби.

Дозування фізичного навантаження здійснювалося за індивідуалізованим принципом на основі моніторингу об’єктивного статусу пацієнта шляхом гоніометрії цільових суглобів для визначення доступного безболісного діапазону рухів. Контроль реалізовувався за допомогою ВАШ: допустимим порогом вважалася інтенсивність больового синдрому не більше 6 балів, при перевищенні якого рівень навантаження негайно коригувався. Додатково враховувалася суб’єктивна оцінка самопочуття пацієнта та наявність ознак загальної втоми під час заняття.

Оцінювання стану пацієнтів проводилось тричі: при надходженні (візит I), наприкінці 6-го тижня (візит II) та через 3 місяці після виписки (візит III). Проведення другого візиту саме наприкінці 6-го тижня обґрунтовано завершенням повного курсу контрольованої фахівцем фізичної терапії (14 днів стаціонарного та 4 тижні амбулаторного етапів), що дозволило об’єктивно оцінити результати безпосереднього втручання перед переходом до самостійної домашньої програми. За результатами кожного візиту програма фізичної терапії коригувалася. Для контролю виконання самостійних вправ пацієнти використовували електронний щоденник у Google-таблицях.

Комплексне обстеження пацієнтів базувалося на застосуванні інструментів та шкал, що дозволило забезпечити методологічну порівняність результатів з актуальними міжнародними даними. Протокол оцінювання охоплював аналіз когнітивного статусу за допомогою Монреальської шкали оцінки когнітивних функцій (MoCA) [15], верифікацію м'язової сили шляхом мануального м'язового тестування (MMT) [11] та вимірювання обсягу рухів методом гоніометрії [7]. Суб'єктивну інтенсивність больового синдрому фіксували за візуальною аналоговою шкалою (ВАШ) [12], тоді як показники функціональної мобільності та ризику визначали за допомогою 10-метрового тесту швидкості ходи (10MWT) [23].

Статистичний аналіз результатів дослідження проводили з використанням програми STATISTICA 6.1 (Statsoft Inc., США, ліцензійний № AGAR909E415822FA). Гіпотезу щодо нормальності розподілу показників оцінювали за критерієм Шапіро-Вілка. Нормально розподілені кількісні дані представлені у форматі М(SD), де М – середня арифметична величина, SD – середньоквадратичне відхилення, а ненормально розподілені – Mе (Q25;Q75), де Ме – медіана, Q25, Q75 – 25, 75 квартилі відповідно. Якісні дані представлені абсолютною кількістю спостережень (n) та відносною величиною (%). Оцінювання вірогідності відмінностей незалежних груп за кількісними показниками здійснювали за допомогою U-критерію Манна-Вітні, у пов’язаних групах – за критерієм Вілкоксона. Порівняльний аналіз за якісними показниками між групами проводився за критерієм хі-квадрат Пірсона. Відмінності вважали статистично достовірними за умови, що «р» менше 0,05 18].

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

За результатами підсумкової гоніометрії суглобів нижніх кінцівок на фінальному етапі дослідження (візит III) в основній групі зафіксовано статистично значуще збільшення амплітуди рухів: згинання в колінному суглобі зросло зі 100° до 115°, дорсальне згинання в гомілковостопному суглобі досягло 15° (з достовірною перевагою над контрольною групою), а плантарне згинання – 35°. Отримана динаміка підтверджує високу ефективність застосованого реабілітаційного підходу (табл. 2).

Застосування системи «Omego Plus» забезпечило статистично значущу перевагу у відновленні функціональної спроможності м’язів порівняно зі стандартним протоколом. На завершальному етапі дослідження (візит III) в основній групі зафіксовано достовірно вищі абсолютні показники сили цільових стабілізаторів таза: зовнішніх та внутрішніх ротаторів стегна (p<0,001), відвідних і привідних м'язів стегна (p=0,0002), а також згиначів та розгиначів стегна (p<0,05). Отримані дані підтверджують, що тренування на педальних модулях з точним дозуванням опору сприяють не просто зростанню сили, а й інтенсивному рекрутуванню неактивних рухових одиниць та суттєвому покращенню нейром’язової координації (табл. 3).

{slider title="Таблиця 2. Аналіз динаміки обсягів рухів у суглобах нижніх кінцівок (M(SD) ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: 1,2,3 – візити; ∆ - різниця між візитами; р - рівень статистичної значущості. {/sliders}

{slider title="Таблиця 3. Аналіз динаміки сили м’язів нижніх кінцівок за ММТ ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: 1,2,3 – візити; ∆ – різниця між візитами. {/sliders}

Динаміка швидкості ходьби за 10MWT підтвердила накопичувальний ефект використання системи «Omego Plus» у довготривалому періоді, наявна суттєва різниця між І та ІІІ візитом (рис. 1, 2). Статистично значуща міжгрупова перевага на користь основної групи сформувалася на фінальному етапі оцінювання (візит ІІІ). Упровадження системи «Omego Plus» забезпечило зниження інтенсивності больового синдрому в обох групах. Достовірна різниця показників була зафіксована між ІІ та ІІІ візитами (p<0,05), що вказує на виражену позитивну динаміку та стійкість результату у віддаленому періоді реабілітації.

{slider title="Рис. 1. Різниця 10-метрового тесту ходьби в процесі терапії, швидкий темп ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Mean – середня арифметична величина, SE – стандартна помилка середньої величини, SD – середньоквадратичне відхилення. {/sliders}

{slider title="Рис. 2. Динаміка рівня болю за ВАШ у процесі терапії ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Mean – середня арифметична величина, SE – стандартна помилка середньої величини, SD – середньоквадратичне відхилення {/sliders}

Упровадження системи «Omego Plus» забезпечило зниження інтенсивності больового синдрому в обох групах. Достовірна різниця показників була зафіксована між ІІ та ІІІ візитами (p<0,05), що вказує на виражену позитивну динаміку та стійкість результату у віддаленому періоді реабілітації.

Незважаючи на складність змішаних контрактур, позитивна динаміка була зафіксована переважно на віддалених етапах спостереження. Якісне ремоделювання та морфофункціональна перебудова уражених тканин вимагають пролонгованого і специфічного механічного навантаження. Застосування системи «Omego Plus» забезпечило статистично значуще збільшення амплітуди рухів та м'язової сили стабілізаторів таза. Тренування на педальних модулях з точним дозуванням опору та біологічним зворотним зв'язком оптимізує нейром'язову координацію та інтенсивно рекрутує неактивні рухові одиниці. Отримані нами результати повністю узгоджуються з даними інших сучасних досліджень, присвячених ефективності роботизованої терапії [8]. Зокрема, у дослідженнях R.S. Calabrò [9] також було відзначено позитивний вплив пристроїв з біологічним зворотним зв'язком на збільшення амплітуди рухів та нейром'язовий контроль порівняно зі стандартними протоколами. Проте наші дані доповнюють результати інших авторів: на відміну від робіт [24], які фокусувалися переважно на аналізі короткострокових результатів консервативного ведення ортопедичних пацієнтів, наше дослідження доводить стійкість досягнутих структурних змін та знеболювального ефекту протягом 3 місяців спостереження при складних бойових політравмах. Це підтверджує виражений накопичувальний ефект системи «Omego Plus» у подоланні терапевтичної резистентності періартикулярних тканин [17, 26]. Функціональні результати за тестом 10MWT засвідчили суттєву різницю швидкості ходьби на користь основної групи, що доводить необхідність пролонгованого роботизованого втручання для відновлення складних біомеханічних патернів.

ВИСНОВКИ

1. Упровадження роботизованої системи «Omego Plus» забезпечує статистично значуще збільшення обсягу рухів у суглобах нижніх кінцівок, зокрема згинання в колінному суглобі та дорсального згинання в гомілковостопному суглобі, демонструючи достовірну перевагу над стандартними протоколами на фінальному етапі терапії.
2. Тренування з дозованим опором на педальних модулях сприяють інтенсивному рекрутуванню рухових одиниць та покращенню нейром'язової координації, що проявляється достовірним зростанням сили стабілізаторів таза (ротаторів, відвідних і привідних м'язів, а також згиначів та розгиначів стегна).
3. Використання системи «Omego Plus» характеризується вираженим накопичувальним ефектом у довготривалому періоді, що підтверджується формуванням статистично значущої міжгрупової переваги у швидкості ходьби за тестом 10MWT на візитіІІІ.
4. Комплексний підхід із застосуванням інноваційних роботизованих систем сприяє стійкому зниженню інтенсивності больового синдрому у віддаленому періоді реабілітації, що оптимізує процес відновлення пацієнтів.
5. Результати переконливо доводять переважаючу ефективність застосованої методики над стандартною для подолання терапевтичної резистентності.

Внески авторів:

Рягузова О.Т. – ресурси, концептуалізація, методологія, дослідження, збір даних, курація даних, формальний аналіз, написання – початковий проєкт, написання – рецензування та редагування.

Логвиненко В.В. – візуалізація, написання – початковий проєкт, написання – рецензування та редагування, адміністрування проєкту, ведення.

Фінансування. Дослідження не має зовнішніх джерел фінансування.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

REFERENCES

1. Acar S, Aljumaa H, Şevik K, Karatosun V, Ünver B. The Intrarater and Interrater Reliability and Validity of Universal Goniometer, Digital Inclinometer, and Smartphone Application Measuring Range of Motion in Patients with Total Knee Arthroplasty. Indian J Orthop. 2024;58(6):732-9.
   doi: https://doi.org/10.1007/s43465-024-01129-z
2. Banyai AD, Brișan C. Robotics in physical rehabilitation: Systematic review. Healthcare. 2024;12(17):1720. doi: https://doi.org/10.3390/healthcare12171720
3. Burianov OA, Klapchuk YuV, Lytvyshko VO, Hrytsai MP, Derkach SO. [Combat trauma. External fixation devices in the treatment system of wounded with gunshot fractures]. Khirurhiia. Ortopediia. Travmatolohiia. Intensyvna terapiia. 2023;3(55):26-8. Ukrainian. Available from:https://health-ua.com/terapiya-i-semeynaya-meditsina/boiova-travma/74188-bojova-travma-aparati-zovnshno-fksatc--vsistem-lkuvannya-poranenih--zvognep
4. Calabrò RS, Calderone A, Fiorente N. Neurosciences and Sports Rehabilitation in ACLR: A Narrative Review on Winning Alliance Strategies and Connecting the Dots. J Funct Morphol Kinesiol. 2025;10(2):119. doi: https://doi.org/10.3390/jfmk10020119
5. Hayda R, Rikhter O, Horehliad O, Nikitin P, Romanenko K, Makhovskyi V, et al. Guest nation symposium: Management of musculoskeletal war injuries. OTA Int.2025;8(6 Suppl):e443. doi: https://doi.org/10.1097/OI9.0000000000000443
6. Hidayah N, Hakam M, Kushariyadi K. The Assessment of Muscle Strength in Fracture Patients with Manual Muscle Testing: Narrative Literature Review. Jurnal Pendidikan Keperawatan Indonesia. 2021;7(1):73-83. doi: https://doi.org/10.17509/jpki.v7i1.26804
7. Koo M, Yang SW. Visual analogue scale. Encyclopedia.2025;5(4):190. doi: https://doi.org/10.3390/encyclopedia5040190
8. Kyrychenko A, Khanyukova I, Moroz O, Sirenko O, Kuryata O. Disability trends among elderly Ukrainians in war conditions: A 10-year retrospective study. AgingClinExp  2024;36(1):211. doi: https://doi.org/10.1007/s40520-024-02863-y
9. Lim J, Choi A, Kim B. The effects of resistance training on pain, strength, and function in osteoarthritis: Systematic review and meta-analysis. J Pers Med. 2024;14(12):1130. doi: https://doi.org/10.3390/jpm14121130
10. Maduro PA, Carvalho LP, Maduro LAR, Rodrigues AB, Rocha ASL, et al. Accuracy of the Mini-Mental State Examination and Montreal Cognitive Assessment in detecting cognitive impairment in older adults: a comparative study adjusted for educational level. NeuroSci. 2025;6(3):86. doi: https://doi.org/10.3390/neurosci6030086
11. Mezentseva I, Kuzmenko O, Vambol S, Mezentsev S, Vambol V. Trends and challenges of chronic occupational morbidity in Ukraine: A sectoral analysis and preventive strategies. Diversity: Disease Preventive of Research2025;5(2):60-8. doi: https://doi.org/10.24252/diversity.v5i2.52247
12. Pujol N, Boisrenoult P, Beaufils P. Post-traumatic knee stiffness: Surgical techniques. Orthop Traumatol Surg Res.2015;101(1):S179-86. doi: https://doi.org/10.1016/j.otsr.2014.06.026
13. Pyrizhkov SI, Riazantseva VV, Motoryn RM. Statistics: a textbook. Kyiv: Kyiv National University of Trade and Economics; 2020.
14. Riaguzova OT, Nekhanevych OB. [Effectiveness of using the "Omego Plus" robotic rehabilitation system with biofeedback in patients with myogenic contractures of the lower limb joints]. Aktualni problemy suchasnoi medytsyny: Visnyk Ukrainskoi medychnoi stomatolohichnoi akademii.2025;25(3):239-45. doi: https://doi.org/10.31718/2077-1096.25.3.239
15. Riaguzova OT, Nekhanevych OB, Lohvynenko VV. [The impact of the robotic rehabilitation system with biological feedback "Omego Plus" on the functioning of patients with arthrogenic contractures of the joints of the lower extremities]. Medicni perspektivi. 2026;31(1):206-18.
    doi: https://doi.org/10.26641/2307-0404.2026.1.356976
16. Svane C, Nielsen JB, Lorentzen J. Nonsurgical Treatment Options for Muscle Contractures in Individuals With Neurologic Disorders: A Systematic Review With Meta-Analysis. Arch Rehabil Res Clin Transl. 2021;3(1):100104. doi: https://doi.org/10.1016/j.arrct.2021.100104
17. Tecer D, Yaşar E, Adıgüzel E. Which treatment protocol is better in rehabilitation of joint contracture? GulhaneMed 2020;62(1):14-20. doi: https://doi.org/10.4274/gulhane.galenos.2019.702
18. Temporiti F, Casirati C, Adamo P, Leo D, Marino G, Grappiolo G, et al. Indoor and outdoor 10-Meter Walk Test and Timed Up and Go in patients after total hip arthroplasty: a reliability and comparative study. Arch Physiother.2024;14(1):90-5. doi: https://doi.org/10.33393/aop.2024.3267
19. Tiazhelov OA, Khasavnekh Aikham AM, Karpinska OD, et al. [Conceptual model of the immobilization contracture formation process]. Ortopediia, travmatolohiia ta2022;(3-4):52-61. Ukrainian. doi: https://doi.org/10.15674/0030-598720223-452-61
20. Totska AV, Nekhanevych OB, Korota YuV, Mokhna VS, Kharchenko VO. Effectiveness of using compensatory strategies in the rehabilitation of patients with visual-spatial neglect during the post-acute period of rehabilitation of acute cerebral stroke. Medicni perspectivi. 2025;30(1):127-34.
    doi: https://doi.org/10.26641/2307-0404.2025.1.325373
21. Trutiak I, Malytskyi V, Samotovka M, Trunkvalter V, Trutiak R, Ivashchenko V. [Problematic issues of limb amputation in wounded with combat trauma]. Pratsi Naukovoho tovarystva im Shevchenka. Medychni nauky. 2023;2(72):2-4. doi: https://doi.org/10.25040/ntsh2023.02.08
22. Trutiak IR, Prokhorenko HA, Los DV, Medzyn VI, Selmenskyi AI. [Treatment of combat limb trauma in a military medical clinical center]. Ukrainski medychni novyny. 2022;14(3-4):106-7. Ukrainian. Available from: https://umv.com.ua/index.php/journal/article/view/182/173
23. Yokochi M, Nakamura M, Iwata A, Kaneko R, Oi N, Ouchi K, et al. Characteristics of lower limb muscle activity during walking and stair climbing with full weight bearing in postoperative ankle fracture patients. Cureus. 2025;17(7):e87620. doi: https://doi.org/10.7759/cureus.87620
24. Yoo JI, Oh MK, Lee SU, Lee CH. Robot-assisted rehabilitation for total knee or hip replacement surgery patients: A systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore).2022;101(40):e30852. doi: https://doi.org/10.1097/MD.0000000000030852
25. Zhong Y, Liu H, Li A. Efficacy of comprehensive rehabilitation training for elderly patients with lower limb fractures after surgery. Pak J Med Sci. 2025;41(7):2046-51. doi: https://doi.org/10.12669/pjms.41.7.12125
26. Zhou CX, Wang F, Zhou Y, Fang QZ, Zhang QB. Formation process of extension knee joint contracture following external immobilization in rats. World J Orthop. 2023;14(9):669-81. doi: https://doi.org/10.5312/wjo.v14.i9.669

Key words: lung cancer, rehabilitation, physical therapy, functioning, disability, WHODAS 2.0, quality of life, predicting

Реферат

В останні роки акцент уваги в реабілітації пацієнтів з недрібноклітинним раком легені (НДРЛ) характеризується зміщенням фокусу на відновлення соціальної, комунікативної, професійної та рекреаційної активності, що потребує наукового обґрунтування. Інтерес викликає можливість прогнозування обмежень життєдіяльності в пацієнтів з НДРЛ у віддалених періодах реабілітації. Метою було розробити прогностичну модель та дослідити рівень обмеження життєдіяльності в пацієнтів з НДРЛ у віддаленому періоді реабілітації. У дослідженні взяли участь 84 пацієнти з НДРЛ у віці 49-74 роки. Для 58 пацієнтів основної групи (ОГ) у передопераційному періоді та з 5 тижня після операції протягом 3 місяців були призначені програми терапевтичних втручань. Пацієнтів ОГ було розподілено на 2 підгрупи: ОГ 1 та ОГ 2, по 29 осіб у кожній. В ОГ 1 призначали програму, що включала аеробне циклічне навантаження на велоергометрі помірної інтенсивності, а пацієнтам ОГ 2 – високоінтенсивне інтервальне тренування на велоергометрі. До контрольної групи (КГ) було включено 26 пацієнтів, які відмовились від програм терапевтичних втручань. Обстеження проводили за 14 та за 1 день до операції, через 7 днів, 1 та 4 місяці після операції. Визначали об’єм форсованого видиху за 1 секунду (ОФВ1), загальну витривалість за тестом 6-хвилинної ходьби (6MWT), обмеження життєдіяльності за таблицею оцінювання обмеження життєдіяльності ВООЗ (WHODAS 2.0.). Найбільшого негативного впливу в пацієнтів з НДРЛ зазнали такі сфери діяльності, як взаємодія з людьми, життєва активність та участь у житті суспільства, що мають тісний зв’язок між собою. Відмічалось зменшення загального рівня обмежень життєдіяльності за WHODAS 2.0 в ОГ, зокрема в ОГ 1 він дорівнював 26,9 (11,4)%, в ОГ 2 – 23,2 (12,0)%, що достовірно відрізнялось від показника в КГ – 42,0 (8,6)% (р<0,05). Розроблено прогностичну модель обмеження життєдіяльності за показником WHODAS 2.0 у пацієнтів з НДРЛ, відповідно до якої найбільш значущими факторами були динаміка приросту 6MWT через місяць після операції порівняно з доопераційним рівнем (коефіцієнт регресії В= -0,62), дистанція 6MWT за 14 днів до операції (В= -0,33) та ОФВ /1 с через 1 місяць після оперативного втручання (В= -0,32), р<0,05. Таким чином, застосування терапевтичних вправ у періоді прегабілітації, а також після операційного втручання в пацієнтів з НДРЛ має перевагу щодо зниження обмеження життєдіяльності. Функціональні показники ОФВ 1 та 6MWT є значущими для прогнозування рівня обмеження життєдіяльності у віддаленому періоді.

Abstract

Functioning and disability in patients with non-small cell lung cancer. Baklanov M.S., Korota Yu.V., Mokhna V.S.,Turytska T.H., Tsizh L.M., Yarovyi V.Ye. In recent years, the focus of rehabilitation for patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) has shifted toward restoring social, communicative, occupational, and recreational activities, highlighting the need for further scientific substantiation of rehabilitation approaches. Of particular interest is the potential for predicting disability in patients with NSCLC during the long-term rehabilitation period. The aim of the study was to develop a predictive model and investigate the level of disability in patients with NSCLC during the long-term rehabilitation period. The study included 84 patients with NSCLC aged 49-74 years. In 58 patients of the main group (MG), therapeutic intervention programs were prescribed during the preoperative period and from the fifth week after surgery for a period of three months. Patients in the MG were divided into two subgroups: MG1 and MG2, with 29 patients in each subgroup. Patients in MG1 were prescribed moderate-intensity aerobic continuous cycling exercise on a cycle ergometer, whereas patients in MG2 underwent high-intensity interval training on a cycle ergometer. The control group (CG) comprised 26 patients who declined participation in the therapeutic intervention programs. Assessments were performed 14 days and 1 day before surgery, in 7 days, 1 month and 4 months after surgery. The following parameters were assessed: forced expiratory volume in one second (FEV1), overall endurance using the 6-minute walk test (6MWT) and disability using the 36-item World Health Organization Disability Assessment Schedule 2.0 (WHODAS 2.0). The greatest negative impact in patients with NSCLC was observed in the domains of getting along with people, life activities, and participation in society, which demonstrated a close interrelationship. A reduction in the overall level of disability according to WHODAS 2.0 was observed in the MG. Specifically, the disability score was 26.9 (11.4)% in MG1 and 23.2 (12.0)% in MG2, which was significantly lower than that observed in the CG – 42.0 (8.6)% (p<0.05). A predictive model for activity limitation based on the WHODAS 2.0 score in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) was developed; the most significant factors identified were the change in 6-minute walk test (6MWT) distance one month post-surgery compared to the preoperative level (regression coefficient B= -0.62), the 6MWT distance 14 days prior to surgery (B= -0.33), and FEV1 one month after surgery (B= -0.32) (p<0.05). According to the model, the most significant predictors were the change in 6MWT distance one month after surgery compared with the preoperative level (regression coefficient B= -0.62), 6MWT distance 14 days before surgery (B= -0.33), and FEV1 one month after surgery (B= -0.32; p<0.05). Thus, the implementation of therapeutic exercise during the prehabilitation period and following surgical intervention in patients with NSCLC is associated with a reduction in disability. FEV1and 6MWT performance are significant predictors of the level of disability during the long-term rehabilitation period.

Покращення ефективності радикальних оперативних втручань при недрібноклітинному раку легені (НДРЛ) створюють передумови для збільшення кількості пацієнтів, що виживають, та, відповідно, закладають потребу в розвитку нових підходів, принципів та програм реабілітації [1, 2]. Значну увагу дослідники в питаннях реабілітації пацієнтів з НДРЛ традиційно приділяють характеристиці вентиляційних порушень, динаміці рівня болю, втомлюваності та мобільності [3, 4]. Проте особливо важливим для сучасної реабілітації є не тільки відновлення функції дихання та тривалості життя, але й повернення пацієнта з НДРЛ до звичайної рутинної та професійної діяльності [5]. Останні роки акцент уваги в реабілітаційному менеджменті зрушується від суто рухової складової і характеризується зміщенням фокусу саме на питання відновлення діяльності пацієнтів з НДРЛ, зокрема соціальної, комунікативної, професійної та рекреаційної активності. Однак на сьогодні недостатньо представлені дослідження, що можуть бути основою для вибору належного інструменту оцінювання цих складових функціонування. В останній час з цією метою ВООЗ впроваджує інструмент «Таблиця оцінювання обмеження життєдіяльності Всесвітньої організації охорони здоров’я 2.0» (WHODAS 2.0). Проте зустрічаються лише поодинокі праці щодо результатів застосування цього опитувальника в пацієнтів з онкологічними захворюваннями [6], що потребує подальшого дослідження особливо не тільки загального рівня обмеження життєдіяльності, але й стану функціонування за окремими доменами діяльності.

Значний інтерес викликає можливість прогнозування обмежень життєдіяльності у віддалених після операції періодах [7]. За даними Petrasso C. et al., 2025 р., повсякденна діяльність пацієнтів з тяжкими неоперабельними формами НДРЛ (ІІІ та ІV стадії) не завжди мала прямий зв’язок з функціональними порушеннями [6]. Зокрема, при відносно стабільних показниках рухових функцій автори відмічали збільшення здатності пацієнтів до виконання повсякденних завдань починаючи з 4 місяця після лікування. Тому існує потреба подальшого вивчення потенційного значення окремих функціональних зрушень та їх впливу на стан функціонування в пацієнтів з операбельними формами НДРЛ у віддалених періодах реабілітації.

Метою дослідження є розробити прогностичну модель та дослідити рівень обмеження життєдіяльності в пацієнтів з недрібноклітинним раком легені у віддаленому періоді реабілітації.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

У дослідження включили 93 пацієнтів з НДРЛ, які проходили лікування та реабілітацію в клініці Гарвіс (м. Дніпро) протягом 2023-2026 рр. Пацієнти відбиралися з урахуванням наявності таких критеріїв включення: стан після радикальної лобектомії легені із системною лімфодиссекцією шляхом торакотомії, уперше встановлений діагноз недрібноклітинного раку легені І, ІІ, ІІІ А стадії, вік пацієнтів 18 років та старше, підписання інформованої згоди на участь у дослідженні. Критеріями виключення з дослідження були: ІІІ В та ІV стадії раку легені, застосування іншого виду хірургічного втручання, крім лобектомії (пульмонектомія), або іншого лікування, крім хірургічного, зокрема хіміотерапії, променевої терапії тощо, низький рівень когнітивних функцій, що обмежує виконання поставлених завдань (менше 24 балів за Монреальським когнітивним тестом (МоСА), низький рівень активності за індексом Бартела (ІБ, 60 балів та менше), тяжка супутня патологія, випадки повторного або рецидив раку легені, хронічна патологія бронхолегеневої системи в анамнезі, відмова від проведення дослідження на будь-якому з його етапів, відмова в підписанні інформованої згоди. З урахуванням критеріїв виключення з дослідження вибули 9 пацієнтів, зокрема в 7 з них встановлено низький рівень активності за ІБ, в 1 пацієнта – додатково призначено хіміотерапію, ще 1 пацієнт не надав письмової інформованої згоди.

Таким чином, у дослідженні продовжили участь 84 пацієнти у віці 49-74 роки (середній вік становив 60,0 (6,0) років). За статевою ознакою переважали чоловіки, зокрема взяли участь 71 чоловік та 13 жінок, що становило 84,5% та 15,5% відповідно.

Дослідження проходило у два етапи. На І етапі проводили реабілітаційне втручання в передопераційному періоді, результати якого вже опубліковано раніше [8]. На ІІ етапі 58 пацієнтам, що склали основну групу (ОГ), з 5 тижня після операції протягом наступних 3 місяців були призначені програми терапевтичних втручань. За допомоги рандомізації, що згенеровано в безкоштовному застосунку Google Sheets, пацієнтів ОГ було розподілено на 2 підгрупи: ОГ 1 та ОГ 2, відповідно по 29 осіб у кожній. Зокрема, представникам ОГ 1 призначали програму, що включала аеробне циклічне навантаження на велоергометрі помірної інтенсивності (у межах 65-76% від максимальної частоти серцевих скорочень (ЧСС макс.); пацієнтам ОГ 2 – високоінтенсивне інтервальне тренування на велоергометрі (інтервали інтенсивних навантажень (77-95% від ЧСС макс.) чергувались з періодами навантажень меншої інтенсивності (57-64% від ЧСС макс.). Тривалість запропонованого тренування в обох групах становила 45 хв. Крім того, в обох підгрупах призначали вправи для розвитку сили м’язів тулуба та кінцівок, дихальні вправи (із загальним опором видиху, із затримкою дихання на видиху (1-10 секунд), із подовженим видихом, із тренуванням кашлевого поштовху). Загальна тривалість кожної сесії в обох підгрупах становила 60 хвилин. Вправи виконувались 1 раз на день, 5 разів на тиждень з урахуванням того, що аеробні циклічні вправи виконували 3 рази, а силові – 2 рази на тиждень, дихальні терапевтичні вправи – на кожному тренуванні. Інтенсивність силових вправ контролювали за допомоги шкали Борга [9], зокрема в межах помірного рівня (12-14/20 балів). Вправи виконувались в 3 сети по 10-12 повторень у кожному. До контрольної групи (КГ) було включено 26 пацієнтів, які відмовились від виконання програм терапевтичних втручань.

Комплексне обстеження проводили за 14 днів (візит 1) та за 1 день (візит 2) до операції, а також через 7 днів (візит 3), 1 (візит 4) та 4 місяці (візит 5) після операції. Визначали об’єм форсованого видиху за 1 секунду (ОФВ1), життєву ємність легень (ЖЄЛ) з використанням спірометра MIR SPIRODOC (серійний № А23-OW.15254, Medical International Research Headquarters, Італія) та програмного забезпечення до нього MIR Spiro (Medical International Research Headquarters, Італія), надалі розраховували індекс Тіффно. Рівень задишки встановлювали за шкалою mMRC [10], стан когнітивної функції – за МоСА [11], обмеження в повсякденній активності – за валідованою для української популяції таблицею оцінювання обмеження життєдіяльності Всесвітньої організації охорони здоров’я 2.0 (WHODAS 2.0) [12, 13, 14]. При цьому використовували 36-факторну методику WHODAS 2.0, а при аналізі застосовували як простий, так і складний підходи. Під час опитування пацієнтам було запропоновано визначити рівень складності, яку вони відчувають під час виконання певної діяльності за 5-бальною шкалою: 1 бал – жодних труднощів, 2 бали – незначні, 3 бали – помірні, 4 бали – значні і 5 балів – надзвичайно великі або труднощі, що неможливо подолати, які повністю обмежують виконання діяльності. Цей інструмент дозволяє охарактеризувати здатність виконувати важливу для людини діяльність і складається з 6 доменів (частин) відповідно до певних сфер життя: «Розуміння та спілкування» (D1, 6 пунктів), «Пересування в просторі» (D2, 5 пунктів), «Догляд за собою» (D3, 4 пункти), «Взаємодія з людьми» (D4, 5 пунктів), «Життєва активність» (D5, 9 пунктів), «Участь у суспільному житті» (D6, 8 пунктів). Крім того, результат оцінювання обмеження життєдіяльності за WHODAS 2.0 використовували як результуючу під час візиту 5 для формування прогностичної моделі. Рівень болю визначали за візуальною аналоговою шкалою (ВАШ) [15]. Загальну витривалість оцінювали за тестом 6-хвилинної ходьби (6MWT) [16], якість життя пацієнтів – за опитувальником EORTC QLQ-C30 (version 3) [17]. Крім зазначеного, підраховували кількість летальних випадків.

Для статистичного аналізу використовували програмний пакет STATISTICA 6.1 (ліцензійний № AGAR909E415822FA, Statsoft Inc., США). Тип розподілу даних визначали за допомоги критерію Шапіро-Вілка. У дослідженні якісні дані подано у вигляді абсолютної кількості випадків/пацієнтів (n) та/або у відсотках (%). Кількісні параметричні дані подавали як М(SD), де SD – середньоквадратичне відхилення, М – середнє арифметичне; непараметричні дані – як Mе [Q25;Q75], де Q25, Q75 – значення 25, 75 квартилів, Ме – медіана. Порівняння між групами за категорійними показниками проводилося за критерієм хі-квадрат Пірсона (χ2). Для оцінювання статистичної значущості між незалежними групами за кількісними даними за парного порівняння використовували U-критерій Манна-Вітні, за порівняння 3 груп – критерій Краскела-Уолісса. При порівнянні за кількісними показниками в пов’язаних групах застосовували критерій Вілкоксона. Для визначення статистично значущої різниці в пов’язаних та не пов’язаних групах за умови нормального розподілення даних обирали t-критерії Стьюдента відповідно до груп. Вибраний критерій статистичної значущості – р<0,05. Для створення прогностичної моделі стану обмеження життєдіяльності використовувався множинний лінійний регресійний аналіз [18].

Дослідження проводилось у рамках науково-дослідної теми «Медичне, фізіотерапевтичне та ерготерапевтичне забезпечення спортивних, оздоровчих та реабілітаційних тренувань» кафедри фізичної реабілітації, спортивної медицини та валеології Дніпровського державного медичного університету (номер державної реєстрації УкрIНTEI 0121U114435, термін виконання 2022-2026 рр.) згідно з вимогами Гельсінської декларації Всесвітньої медичної асоціації «Етичні принципи медичних досліджень за участю людини в якості об'єкта дослідження». Комісія з питань біомедичної етики Дніпровського державного медичного університету схвалила можливість проведення дослідження (протокол № 12 від 25.10.23). Автори статті є співвиконавцями зазначеної теми. Всі пацієнти надавали письмову інформовану згоду на участь та оприлюднення результатів дослідження.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Порівняння груп за демографічними даними та показниками тяжкості захворювання вказало на відсутність статистично значущої різниці між ними на початку дослідження (табл. 1).

Було проведено аналіз кількості випадків смерті в групах спостереження. Так, у КГ було 2 такі випадки, в ОГ 1 – жодного, в ОГ 2 – 1. Таким чином, під час останнього візиту через 4 місяці після оперативного втручання аналіз даних проводився з урахуванням участі 81 пацієнта. Результати порівняння також не дали переконливих даних щодо статистично значущої відмінності за частотою ускладнень у групах спостереження. Проте потребує врахування й невелика чисельність загальної групи пацієнтів.

{slider title="Таблиця 1. Аналіз однорідності груп за статтю, віком та стадією захворювання на початку дослідження ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітка. * – р>0,05 між групами порівняння. {/sliders}

В якості інтегрального показника, що характеризує стан функціонування та обмеження життєдіяльності пацієнтів з НДРЛ, було вибрано рівень WHODAS 2.0 через 4 місяці після проведення оперативного втручання. Цей інструмент дозволяє охарактеризувати здатність виконувати важливу для людини діяльність загально та окремо відповідно до певних сфер життя (доменів). У середньому загальний рівень обмеження життєдіяльності за WHODAS 2.0 становив 30,1 (13,4)%. При цьому відмічалось статистичне значуще зменшення загального рівня обмежень в основних групах. Так, в ОГ 1 WHODAS 2.0 дорівнював 26,9 (11,4)%, в ОГ 2 – 23,2 (12,0)%, що достовірно відрізнялось від показника в КГ, де він був на рівні 42,0 (8,6)% (р<0,05).

Аналіз рівня обмеження життєдіяльності відповідно до доменів вказав, що найбільшого негативного впливу зазнали такі сфери діяльності, як взаємодія з людьми (D4), життєва активність (D5) та участь у житті суспільства (D6), що мають тісний зв’язок між собою. При цьому рівень обмеження життєдіяльності в цих доменах був на межі між незначними та помірними труднощами. Найменшого негативного впливу зазнав домен «Догляд за собою» (D3), таблиця 2.

{slider title="Таблиця 2. Аналіз рівня обмеження відповідно до сфер життєдіяльності, (n=81)^* ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: * – під час останнього візиту в КГ було n=24, в ОГ2 n=28; ** – Davr – середнє значення балів за доменом; RDS – середнє значення частки впливу домену на загальний бал WHODAS 2.0, що розраховано шляхом поділу суми балів за доменом на 30. {/sliders}

Для побудови моделі прогнозування рівня обмеження життєдіяльності через 4 місяці після проведення оперативного втручання (візит 5) у пацієнтів з НДРЛ використовували як інтегруючий показник рівень WHODAS 2.0. Враховуючи, що результуючий показник має кількісну характеристику, то для виконання поставленого завдання було вибрано множинний лінійний регресійний аналіз. На першому етапі аналізу були вибрані фактори (клініко-функціональні дані, що збирались під час візитів 1-4), які потенційно могли вплинути на рівень функціонування та обмеження життєдіяльності та підлягали подальшому дослідженню. Для цього проводили кореляційний аналіз між потенційними факторами та рівнем WHODAS 2.0 під час візиту 5. Результати аналізу, зокрема показники, що мали статистично значущу кореляцію, наведено в таблиці 3.

{slider title="Таблиця 3. Кореляційний зв’язок клініко-функціональних показників з величиною WHODAS 2.0 через 4 місяці після оперативного втручання, n=81 ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: * – р статистична значущість кореляції показника по відношенню до значення WHODAS 2.0 на момент візиту 5; ** – Д6MWT 1, 2 – різниця між 2 та 1 і між 3 та 1 візитами, відповідно, за довжиною дистанції в метрах, яку долали пацієнти під час виконання тесту 6-хвилинної ходьби (6MWT). {/sliders}

На другому етапі аналізу оцінювалась мультиколінеарність вибраних факторів, зокрема визначалися фактори із сильною кореляцією (коефіцієнт кореляції r>0,7). Таким фактором виявився рівень 6MWT під час візиту 3 (r= -0,74), і його було виключено з подальшого аналізу.

Третій етап аналізу присвячено встановленню відносної важливості мультиколінеарних факторів за допомогою стандартизованого коефіцієнта Beta в рівнянні регресії. У таблиці 4 наведено результати аналізу, при цьому подано виключно статистично значущі та важливі фактори.

{slider title="Таблиця 4. Результати регресійного аналізу для вибраних факторів впливу на обмеження життєдіяльності, n=81 ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

Примітки: р – статистична значущість відмінностей; В – коефіцієнт Beta в рівнянні регресії; Д6MWT 2 – різниця між 3 та 1 візитами за довжиною дистанції в метрах, яку долали пацієнти під час виконання тесту 6-хвилинної ходьби. {/sliders}

На четвертому етапі аналізу для оцінки якості попередньої регресійної моделі оцінювали залишки – різниці фактичних значень відгуків та значень, що передбачені рівнянням регресії. Зокрема аналізували тип розподілу залишків, за результатами якого було встановлено р>0,05, що свідчить про відповідність гіпотезі нормальності. Крім того, встановлювали залежність залишків від фактичного відгуку, відповідно до регресійної моделі. З цією метою вибудовували діаграму розсіювання залишків (рис.), що продемонстрували відсутність значного відхилення їх величин від теоретично розрахованих у рамках регресійної моделі показників.

{slider title="Рисунок. Діаграма розсіювання залишків відповідно до регресійної моделі ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

П'ятим етапом було оцінювання прийнятності розробленої регресійної моделі загалом. Для вирішення цього завдання визначали статистичну достовірність моделі, для цього застосували дисперсійний аналіз ANOVA. Було встановлено рівень значущості 8195,5, F=34,6 (p=0000001), що свідчить про загальну сприятливість запропонованої регресійної моделі.

Під час шостого етапу було проведено аналіз коефіцієнта детермінації (R²), що вказує на частину змін відгуку і складається із суми впливу всіх факторів, безпосередньо включених до моделі. За результатами розрахунку R²=0,57, що вказує на очікувану ефективність роботи розробленої прогностичної моделі, оскільки 57% відгуку зумовлено дією факторів, що включено до моделі.

На наступному сьомому етапі будували рівняння регресії, яке описує розроблену модель. На основі результатів аналізу було розроблено модель WHODAS 2.0 через 4 місяці після оперативного втручання:

WHODAS 2.0 (5) = 144,0 – 0,32ОФВ1 (3) – 0,33 6MWT (1) + 0,62 Д6MWT

де, WHODAS 2.0 (5) – рівень обмеження життєдіяльності через 4 місяці після оперативного втручання, ОФВ1 (3) – об’єм форсованого видиху за 1 с через 1 місяць після оперативного втручання, 6MWT (1) – дистанція в метрах під час виконання 6MWT за 14 днів до операції, Д6MWT (2) – різниця між 3 та 1 візитами, відповідно, за довжиною дистанції в метрах, яку долали пацієнти під час виконання 6MWT.

На восьмому етапі проводили перевірку розробленої регресійної моделі. Для цього провели порівняння прогнозованої величини обмеження життєдіяльності з наявними фактичними показниками. Результати перевірки на практиці свідчать, що регресійна модель для прогнозування WHODAS 2.0 здатна передбачити результати з точністю приблизно 17% від фактичних величин, що також вказує на задовільну роботу.

Отримані в роботі результати, зокрема те, що найбільшого негативного впливу зазнали такі сфери діяльності, як взаємодія з людьми (D4), життєва активність (D5) та участь у житті суспільства (D6), що мають тісний зв’язок між собою, підтвердили раніше отримані дані Henson L.A. et al., 2020, щодо значного соціального впливу онкологічної патології на стан функціонування [4]. Проте в роботі шляхом розкриття впливу функціональних показників, зокрема стану витривалості за показником 6MWT, динаміки дистанції ходьби, а також рівня ОФВ1 наприкінці першого місяця після оперативного втручання, на рівень обмеження життєдіяльності наприкінці 4 місяця після оперативного втручання доведено можливість використання цих показників у якості складових прогностичної моделі обмеження життєдіяльності в пацієнтів з НДРЛ. Отримані дані не повною мірою відповідають результатам роботи Petrasso C. еt al, 2025 [6], які доводили відсутність прямих зв’язків між показниками мобільності та соціальної активності. Розбіжності в результатах можна пояснити тим, що в роботі Petrasso C. еt al, 2025, контингентом для дослідження були пацієнти з більш тяжкими випадками хвороби, що значно обтяжувало прогноз.

ВИСНОВКИ

1. Аналіз рівня обмеження життєдіяльності відповідно до доменів WHODAS 0 показав, що найбільшого негативного впливу зазнали такі сфери діяльності, як взаємодія з людьми (D4), життєва активність (D5) та участь у житті суспільства (D6), що мають тісний зв’язок між собою. При цьому рівень обмеження життєдіяльності в цих доменах був на межі між незначними та помірними труднощами. Найменшого негативного впливу зазнав домен «Догляд за собою» (D3).
2. Застосування терапевтичних вправ у періоді прегабілітації, а також після операційних втручань у пацієнтів з недрібноклітинним раком легені має перевагу щодо відновлення діяльності та участі. Так, відмічалась статистичне значуще зменшення загального рівня обмежень життєдіяльності за загальним показником WHODAS 0, зокрема в основній групі1 він дорівнював 26,9(11,4)%, в основній групі 2 – 23,2 (12,0)%, що достовірно відрізнялось від показника в контрольній групі, де він був на рівні 42,0 (8,6)% (р<0,05).
3. Розроблено прогностичну модель обмеження життєдіяльності за показником WHODAS 0 у пацієнтів з недрібноклітинним раком легені через 4місяці після проведення оперативного втручання, відповідно до якої найбільш значущими факторами були динаміка приросту довжини дистанції через місяць після операції порівняно з доопераційним рівнем (коефіцієнт регресії В=-0,62), дистанція в метрах під час виконання тесту 6-хвилинної ходьби за 14 днів до операції (В= -0,33) та об’єм форсованого видиху за 1 с через 1 місяць після оперативного втручання (В= -0,32); розроблена модель передбачає визначення результатів у межах 17,0% від фактичних величин, а коефіцієнт детермінації становить 57,0%, що свідчить про загальну задовільну й ефективну її роботу (р<0,05).

Внески авторів:

Бакланов М.С. – збір даних, обстеження, дослідження, методологія, курація даних, написання, ведення;

Корота Ю.В. – адміністрування, концептуалізація;

Мохна В.С. – перевірка, методологія;

Турицька Т.Г. – перевірка, формальний аналіз;

Ціж Л.М. – адміністрування, концептуалізація;

Яровий В.Є. – формальний аналіз, адміністрування.

Фінансування. Дослідження не має зовнішніх джерел фінансування.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

REFERENCES

1. Lu T, Deng T, Long Y, Li J, Hu A, Hu Y, et al. Effectiveness and Feasibility of Digital Pulmonary Rehabilitation in Patients Undergoing Lung Cancer Surgery: Systematic Review and Meta-Analysis. J Med Internet Res. 2024 Nov 11;26:e56795. doi: https://doi.org/10.2196/56795
2. Wang J, Deng N, Qi F, Li Q, Jin X, Hu H. The effectiveness of postoperative rehabilitation interventions that include breathing exercises to prevent pulmonary atelectasis in lung cancer resection patients: a systematic review and meta-analysis. BMC Pulm Med. 2023 Jul 27;23(1):276. doi: https://doi.org/10.1186/s12890-023-02563-9
3. Nekhanevych OB, Baklanov MS. [Effectiveness of high-intensity interval training in patients with lung cancer]. Visnyk problem biolohii i medytsyny. 2026;2(181):305-9. Ukrainian. doi: https://doi.org/10.29254/2077-4214-2026-2-181-305-309
4. Henson LA, Maddocks M, Evans C, Davidson M, Hicks S, Higginson IJ. Palliative care and the management of common distressing symptoms in advanced cancer: pain, breathlessness, nausea and vomiting, and fatigue. J Clin2020;38(9):905-14. doi: https://doi.org/10.1200/JCO.19.00470
5. Kocarnik JM, Compton K, Dean FE, Fu W, Gaw BL, Harvey JD, et al. Cancer Incidence, mortality, years of life lost, years lived with disability, and disability-adjusted life years for 29 cancer groups from 2010 to 2019: a systematic analysis for the global burden of disease study 2019. JAMA2022 Mar 1;8(3):420-44. doi: https://doi.org/10.1001/jamaoncol.2021.6987
6. Petrasso C, Bayly J, Fettes L, Ashford S, Maddocks M. Interplay between mobility, social participation, and symptom burden in advanced lung cancer. Support Care2025 Dec 18;34(1):42. doi: https://doi.org/10.1007/s00520-025-10269-3 
7. Fettes L, Bayly J, Chukwusa E, Ashford S, Higginson I, Maddocks M. Predictors of increasing disability in activities of daily living among people with advanced respiratory disease: a multi-site prospective cohort study, England UK. Disabil Rehabil. 2024;46(20):4735-44. doi: https://doi.org/10.1080/09638288.2023.2288673
8. Nekhanevych OB, Baklanov MS. Influence of physical rehabilitation measures in the preoperative period on the functional status of patients with lung cancer. Bulletin of problems in biology and medicine. 2026;1(180):309-18. doi: https://doi.org/10.29254/2077-4214-2026-1-180-309-318
9. Shariat A, Cleland JA, Danaee M, Alizadeh R, Sangelaji B, et al. Borg CR-10 scale as a new approach to monitoring office exercise training. Work. 2018;60(4):549-54. doi: https://doi.org/10.3233/WOR-182762
10. Sunjaya A, Poulos L, Reddel H, Jenkins C. Qualitative validation of the modified Medical Research Council (mMRC) dyspnoea scale as a patient-reported measure of breathlessness severity. Respir Med. 2022;203:106984. doi: https://doi.org/10.1016/j.rmed.2022.106984
11. Nekhanevych O, Griban G, Sekretnyi V, Bakuridze-Manina V, Kaniuka Ye, Kovalenko T, et al. Predicting the Effectiveness of Physical Therapy in Hockey Players after Cerebral Concussion. International Journal of Human Movement and Sports Sciences. 2023;11(2):316-25. doi: https://doi.org/10.13189/saj.2023.110208
12. Tymruk-Skoropad K, Muzyka O, Pavlova I. Measuring health and disability of Ukrainian cadets – translation and cross-cultural adaptation of the WHODAS 2.0. Physiother Quart. 2023;31(4):49-56. doi: https://doi.org/10.5114/pq.2023.116343
13. Pavlova I, Muzyka O, Tymruk-Skoropad K. World Health Organization Disability Assessment Schedule 2.0: psychometric properties and validation of the Ukrainian version in a sample of cadets of the armed forces. Advances in Rehabilitation. 2022;36(2):39-48. doi: https://doi.org/10.5114/areh.2022.116702
14. Üstün TB, Kostanjsek N, Chatterji S, Rehm J, editors. Measuring health and disability: manual for WHO Disability Assessment Schedule (‎WHODAS 2.0)‎. Geneva: World Health Organization, 2010. 88 р. Available from: https://iris.who.int/server/api/core/bitstreams/13c8676c-bdd5-41e9-beae-30343a96d4f0/content
15. Karcioglu O, Topacoglu H, Dikme O, Dikme O. A systematic review of the pain scales in adults: Which to use? Am J Emerg Med. 2018;36(4):707-14. doi: https://doi.org/10.1016/j.ajem.2018.01.008
16. Matos Casano HA, Ahmed I, Anjum F. Six-Minute Walk Test. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jul 7 [cited 2026 Jul 1]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK576420/
17. Hummel HD, Ahn MJ, Blackhall F, Reck M, Akamatsu H, Ramalingam SS, et al. Patient-Reported Outcomes for Patients with Previously Treated Small Cell Lung Cancer Receiving Tarlatamab: Results from the DeLLphi-301 Phase 2 Trial. Adv Ther. 2025;42(4):1950-64. doi: https://doi.org/10.1007/s12325-025-03136-4
18. Antomonov MYu, Korobeinikov HV, Khmelnytska IV, Kharkovliuk-Balakina N. [Mathematical methods for processing and modeling the results of experimental research]. Kyiv: Olimpiiska literatura; 2021. 216 р. Ukrainian.

Key words: back pain, physical therapy, rehabilitation, physical and rehabilitation medicine, quality of life, sports medicine, family medicine, exercise performance quality

Реферат

Біль у спині є однією з найпоширеніших причин звернення за медичною допомогою та провідною причиною років життя, прожитих з інвалідністю. Фізичні вправи є ключовим компонентом реабілітації, проте їх ефективність залежить не лише від вибору вправ, а й від якості їх виконання. Порушення техніки може знижувати терапевтичний ефект і сприяти формуванню компенсаторних рухових стратегій. Одним з найбільш поширених комплексів стабілізаційних вправ при болю в спині є «Трійка МакГілла», який включений до міжнародних клінічних настанов (NICE, ACP) та широко застосовується у фізичній терапії завдяки безпечності, простоті виконання та здатності покращувати стабільність тулуба. Оцінка якості виконання вправ цього комплексу переважно базується на суб’єктивному спостереженні та не має стандартизованих кількісних критеріїв. Відсутність об’єктивних інструментів оцінювання зумовлює необхідність розробки стандартизованої системи аналізу техніки виконання вправ у пацієнтів з дорсалгією. Метою є розробка методики оцінювання якості виконання вправ комплексу «Трійка МакГілла» в пацієнтів з дорсалгією на основі кутово-часового аналізу руху з використанням цифрових технологій. На основі аналізу наукової літератури нами розроблена система оцінювання техніки виконання вправ комплексу «Трійка МакГілла» за допомогою трьох кутово-часових шкал. Методика передбачає відеофіксацію вправ, визначення кутових відхилень анатомічних сегментів від нейтрального положення та експертне оцінювання із застосуванням цифрових інструментів. До оцінки включено аналіз положення голови, плечового пояса, поперекового відділу, таза та нижніх кінцівок залежно від вправи, а також тривалість утримання позиції. Було обрано чотири параметри, кожен параметр оцінюється за 4-бальною шкалою (0-3 бали), максимальний сумарний бал становить 12. Запропоновано стандартизовані умови відеофіксації та алгоритм оцінювання, що забезпечують відтворюваність результатів. Розроблені шкали дозволяють кількісно оцінювати якість виконання вправ, виявляти технічні помилки та здійснювати моніторинг динаміки реабілітації. Розроблено кутово-часову модель оцінки техніки виконання вправ комплексу «Трійка МакГілла» в пацієнтів з дорсалгією. Цей інструмент дозволяє об’єктивізувати оцінку руху, стандартизувати контроль якості виконання вправ та може бути використаний у клінічній практиці, навчальному процесі та наукових дослідженнях.

Abstract

A method for assessing the quality of rehabilitation exercise performance in the McGill Big Three program in patients with low back pain. Hryhorenko D.V., Kolesnyk P.O. Low back pain is one of the most common reasons for seeking medical care and the leading cause of years lived with disability worldwide. Therapeutic exercise is a key component of rehabilitation; however, its effectiveness depends not only on the selection of exercises but also on the quality of their performance. Incorrect exercise technique may reduce therapeutic effectiveness and contribute to the development of compensatory movement patterns. One of the most widely used stabilization exercise programs for low back pain is the McGill Big Three, which is recommended in international clinical guidelines (NICE, ACP) and is widely implemented in physical therapy because of its safety, simplicity, and ability to improve trunk stability. Currently, the quality of exercise performance within this program is assessed primarily through subjective observation, with no standardized quantitative evaluation criteria. The lack of objective assessment tools highlights the need for the development of a standardized system for analyzing exercise performance in patients with dorsalgia. The aim of this study was to develop a method for assessing the quality of McGill Big Three exercise performance in patients with dorsalgia based on angular-temporal movement analysis using digital technologies. Based on a review of the scientific literature, we developed a system for evaluating the quality of McGill Big Three exercise performance using three angular-temporal assessment scales. The proposed method includes video recording of the exercises, measurement of angular deviations of anatomical body segments from the neutral position, and expert assessment using digital measurement tools. The assessment includes analysis of the position of the head, shoulder girdle, lumbar spine, pelvis, and lower extremities, depending on the specific exercise, as well as the duration of correct position maintenance. Four assessment parameters were selected, each rated on a 4-point scale (0-3 points), with a maximum total score of 12 points. Standardized conditions for video acquisition and a structured scoring algorithm were developed to ensure reproducibility of the assessment. The developed scales enable quantitative evaluation of exercise performance quality, identification of technical errors, and monitoring of rehabilitation progress. An angular-temporal model for assessing the technique of McGill Big Three exercises in patients with dorsalgia was developed. This instrument provides an objective approach to movement assessment, standardizes exercise quality control, and may be applied in clinical practice, educational settings, and scientific research.

Дорсалгія є однією з найпоширеніших причин звернення за медичною допомогою та провідною причиною років життя, прожитих з інвалідністю [1, 2]. За даними Global Burden of Disease, біль у спині залишається одним з найпоширеніших станів, що обмежують повсякденну активність населення, а його поширеність продовжує зростати внаслідок старіння населення та малорухливого способу життя [1, 2]. Біль у спині протягом життя виникає в 70-80% населення, а в значної частини пацієнтів має рецидивний або хронічний характер [3]. Він є однією з найчастіших причин звернення за медичною допомогою та створює значне економічне навантаження через витрати на лікування, реабілітацію й втрату працездатності [1, 4]. Біль у спині негативно впливає на якість життя, психоемоційний стан та повсякденну активність пацієнтів [5]. Тому сучасна реабілітація спрямована не лише на зменшення болю, а й на відновлення функціональної активності.

Сучасні концепції розглядають біль у спині як багатофакторний біопсихосоціальний стан [3, 6]. Сучасні дослідження свідчать, що терапевтичні вправи є ефективним засобом відновлення функціонального стану пацієнтів з неспецифічним болем у попереку. Їх застосування сприяє покращенню структури та функції поперекових м'язів, зменшенню больового синдрому, підвищенню функціональної активності та відновленню рухового контролю, що підтверджено сучасними систематичними оглядами та метааналізами [7, 8].

У зв'язку з цим терапевтичні вправи розглядаються як один з найбільш ефективних нефармакологічних методів лікування пацієнтів з неспецифічним болем у попереку [3, 9, 10]. Сучасні міжнародні клінічні рекомендації одностайно рекомендують використання індивідуалізованих програм терапевтичних вправ як втручання першої лінії, підкреслюючи необхідність підтримання фізичної активності, відновлення функціональних можливостей та активного залучення пацієнта до процесу реабілітації [10, 11].

Водночас ефективність реабілітації залежить не лише від вибору вправ, а й від правильності їх виконання. Сучасні дослідження свідчать, що терапевтичний ефект програм лікувальних вправ значною мірою залежить від правильності їх виконання та дотримання пацієнтом призначеної програми реабілітації. Недостатня якість виконання вправ і низька прихильність до лікування можуть знижувати ефективність реабілітаційних втручань та обмежувати функціональне відновлення пацієнтів з неспецифічним болем у попереку [12]. Сучасні цифрові технології дедалі активніше інтегруються у фізичну терапію пацієнтів з дорсалгією. Використання мобільних застосунків забезпечує стандартизацію програм вправ, дистанційний моніторинг виконання, документування результатів та підвищення прихильності пацієнтів до лікування. За даними систематичного огляду та метааналізу, смартфон-орієнтовані програми є ефективною альтернативою традиційній реабілітації щодо зменшення болю, покращення функціонального стану та якості життя пацієнтів з болем у попереку. Саме тому об'єктивний контроль техніки виконання вправ є важливою складовою доказової фізичної терапії [13].

Одним з найбільш відомих комплексів вправ для покращення стабільності тулуба є McGill Big Three, який включає модифіковане скручування, бічну планку та вправу «птах-собака». Комплекс був розроблений на основі біомеханічних принципів стабілізації хребта та спрямований на активізацію м'язів тулуба при мінімальному компресійному навантаженні на поперековий відділ хребта. Сучасні оглядові дослідження підтверджують, що вправи McGill Big Three залишаються одним з найбільш поширених підходів до стабілізаційного тренування пацієнтів з неспецифічним болем у попереку, хоча наголошують на необхідності індивідуалізації програми та подальших високоякісних клінічних досліджень для остаточного підтвердження їхньої клінічної ефективності [14].

Попри широке застосування терапевтичних вправ у клінічній практиці, правильність їх виконання досі переважно оцінюється шляхом експертного візуального спостереження, тоді як упровадження об'єктивних цифрових методів аналізу рухів лише набуває поширення в реабілітаційній практиці [15]. Водночас розвиток цифрових технологій, зокрема мобільних застосунків, цифрової гоніометрії та відеоаналізу, дозволяє об'єктивно оцінювати положення сегментів тіла, документувати результати та відстежувати їх у динаміці [16, 17]. Сучасні систематичні огляди свідчать, що цифрові інструменти на основі смартфонів забезпечують високу валідність і надійність вимірювань, демонструючи зіставну точність із традиційними інструментальними методами оцінювання. Доведено, що такі методи характеризуються достатньою точністю та надійністю порівняно з традиційними інструментальними вимірюваннями [17].

Незважаючи на активне впровадження цифрових технологій у фізичну терапію, відсутність стандартизованих інструментів оцінювання техніки виконання вправ залишається одним з чинників, що обмежує широке впровадження телереабілітації в клінічну практику [18]. Попри значну кількість клінічних досліджень, автори сучасного систематичного огляду відзначають недостатню стандартизацію протоколів виконання вправ та методів оцінювання їх якості, що ускладнює впровадження результатів досліджень у повсякденну клінічну практику [19].

Метою роботи є розробка системи оцінювання якості виконання вправ комплексу «Трійка МакГілла» в пацієнтів з дорсалгією на основі кутово-часового аналізу руху з використанням цифрових технологій.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

На першому етапі проведено структурований огляд української та міжнародної наукової літератури щодо болю в спині, фізичної терапії, біомеханічного аналізу руху та цифрових технологій у реабілітації. Пошук здійснювали в базах PubMed, Scopus, Web of Science та Google Scholar. Особливу увагу приділяли дослідженням з методами відеоаналізу руху та цифровим інструментам для кутових вимірювань.

Для розробки критеріїв оцінювання було обрано комплекс «Трійка МакГілла», який широко використовується у фізичній терапії пацієнтів з дорсалгією.

На підставі аналізу біомеханічних особливостей кожної вправи було визначено основні анатомічні сегменти, положення яких найбільше впливає на правильність виконання рухового завдання.

На кафедрі сімейної медицини медичного факультету № 2 Ужгородського національного університету в межах 79-ї Університетської наукової конференції було проведено пілотний тренінг із застосуванням трьох розроблених нами оціночних шкал для вправ «Трійка МакГілла». У пілотуванні брали участь викладачі кафедри: сімейні лікарі, лікарі фізичної та реабілітаційної медицини, фізичні терапевти. Під час тренінгу учасникам було проведено навчання техніці виконання вправ «Трійка МакГілла», після чого вони були ознайомлені із системою оцінювання вправ за розробленою методикою. Після відтворення учасниками практичних вправ у парах під наглядом спостерігача проводилась відео- та фотофіксація з подальшим оцінюванням незалежними експертами. За результатами пілотування учасникам було запропоновано надати коментарі та пропозиції для удосконалення методики оцінювання. Надані учасниками коментарі та доповнення стосувалися структури шкал, уточнення формулювань окремих критеріїв, підвищення рівня стандартизації оцінювання та забезпечення більшої однорідності інтерпретації результатів різними оцінювачами, їх було враховано в останній редакції шкал. Основне дослідження було схвалене комісією з біоетики Ужгородського національного університету.

Статистичне опрацювання результатів не проводилося, оскільки дослідження мало методичний характер і було спрямоване на розробку системи оцінювання без перевірки статистичних гіпотез та аналізу кількісних клінічних даних.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

На основі отриманих даних, отриманих під час літературного аналізу, нами були розроблені три окремі кутово-часові шкали оцінювання якості виконання вправ комплексу «Трійка МакГілла». Концепція шкал базувалася на оцінці кутових відхилень окремих анатомічних сегментів від їхнього нейтрального положення та здатності пацієнта підтримувати правильне положення тіла протягом визначеного проміжку часу без втрати техніки виконання вправи.

При оцінюванні вправи «птах-собака» важливими анатомічними орієнтирами є положення плеча, попереку, стегна, час утримання в позиції. Для вправи «бічна планка» важливими анатомічними орієнтирами є взаємне розташування голови, плечового пояса, тулуба, таза та нижніх кінцівок. Для вправи «модифіковані скручування» основну увагу варто приділяти положенню шийного, грудного відділу та поперекового відділу й нижніх кінцівок.

Кожен критерій оцінювали за чотирибальною шкалою від 0 до 3 балів, де більша кількість балів відповідає кращій якості виконання. Для кожної вправи оцінювали три біомеханічні показники та один часовий показник. Відхилення до ≤10° від 180° (у діапазоні між 170°-180° та 180°-190°) – 3 бали. Відхилення до 20° від 180° (діапазон між 160°-169° та 191°-200°) – 2 бали. Відхилення до 30° від 180° (діапазон між 150°-159° та 201°-210°) – 1 бал. Відхилення >30° від 180° або неможливо утримати (менше 150° або більше 210°) – 0 балів. Критерієм оцінювання було утримання кожного положення протягом 30 секунд. Якщо пацієнт міг утримувати положення понад 30 секунд, оцінка становила 3 бали. У разі утримання положення протягом 20-29 секунд – 2 бали, 11-19 секунд – 1 бал, а при утриманні менше 10 секунд – 0 балів. Максимальна сумарна оцінка становила 12 балів. На основі загальної кількості балів запропоновано класифікацію якості виконання вправ на низький, середній та високий рівні. Результат 0-4 бали відповідав низькій якості виконання, 5-8 балів – середній якості, а 9-12 балів – високій якості виконання вправи.

Для об’єктивізації оцінювання було стандартизовано процедуру відеофіксації. Усі вправи записувалися за однакових умов. Мобільний телефон або інший пристрій для відеозйомки встановлювали горизонтально на відстані 2,5-3 метри від пацієнта. Камера розташовувалася на рівні тіла обстежуваного без нахилу вгору або вниз. Усі основні анатомічні сегменти тіла, включаючи голову, плечовий пояс, таз, колінні суглоби та стопи, повинні були повністю знаходитися в кадрі. Пацієнт розміщувався по центру зображення, а мінімальна тривалість запису становила 10 секунд. Для аналізу використовували фронтальну або сагітальну площину залежно від особливостей вправи.

Перед проведенням кутового аналізу пацієнт виконував вправу у звичному для нього темпі після отримання стандартної інструкції. Отримані відеозаписи використовувалися для подальшого покадрового аналізу техніки виконання. Для вимірювання кутів застосовували мобільний додаток Angle Meter 360, який дозволяє проводити цифрові вимірювання безпосередньо на зображенні або відеокадрі. Перед початком аналізу визначали анатомічні орієнтири, що відповідали осям досліджуваних сегментів. Після цього за допомогою інструментів побудови ліній проводили осі сегментів та визначали величину кутового відхилення від еталонного нейтрального положення.

Для вправи «птах-собака» (рис. 1-4) були визначені критерії оцінювання: положення плеча, попереку, стегна, час утримання в позиції. Особливу увагу приділено контролю ротації таза та підтриманню нейтрального положення поперекового відділу хребта.

{slider title="Рис. 1. Кутово-часова шкала для вправи «птах-собака». Оцінка сегмента «плече» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 2.  Кутово-часова шкала для вправи «птах-собака», оцінка сегмента «поперек» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 3. Кутово-часова шкала для вправи «птах-собака», оцінка сегмента «стегно» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 4. Кутово-часова шкала для вправи «птах-собака», оцінка критерію «час утримання в позиції» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

Для вправи «бічна планка» (рис. 5-8) основними критеріями стали взаємне розташування голови, плечового пояса, тулуба, таза та нижніх кінцівок, а також здатність утримувати положення без провисання або надмірного піднімання таза. Додатково оцінювалася стабільність позиції протягом усього часу виконання вправи.

{slider title="Рис. 5. Кутово-часова шкала для вправи «бічна планка», оцінка критерію «голова» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 6. Кутово-часова шкала для вправи «бічна планка», оцінка критерію «плече» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 7. Кутово-часова шкала для вправи «бічна планка», оцінка критерію «таз» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 8. Кутово-часова шкала для вправи «бічна планка», оцінка критерію «час утримання в позиції» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

Для вправи «модифіковані скручування» (рис. 9-12) аналізувались положення шийного відділу, грудної клітки, поперекового відділу та нижніх кінцівок. Основним критерієм була здатність зберігати нейтральне положення поперекового відділу хребта без формування небажаних компенсаційних рухів.

{slider title="Рис. 9. Кутово-часова шкала для вправи «модифіковані скручування», оцінка критерію «голова» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 10. Кутово-часова шкала для вправи «модифіковані скручування», оцінка критерію «грудний відділ» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 11. Кутово-часова шкала для вправи «модифіковані скручування», оцінка критерію «поперековий відділ» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

{slider title="Рис. 12. Кутово-часова шкала для вправи «модифіковані скручування», оцінка критерію «час утримання в позиції» ↓" class="tbl-articles my-figure" open="false"}

{/sliders}

Запропонована кутово-часова система оцінювання поєднує переваги цифрового біомеханічного аналізу та функціональної оцінки рухової витривалості. Такий підхід дозволяє не лише кількісно оцінювати правильність виконання вправ, але й здійснювати моніторинг динаміки реабілітаційного процесу, порівнювати результати між різними фахівцями та клінічними центрами, а також використовувати отримані дані для наукових досліджень і освітнього процесу. Важливою перевагою методики є її доступність, оскільки для проведення оцінювання достатньо використання стандартного мобільного пристрою та програмного забезпечення, що не потребує дорогого спеціалізованого обладнання.

На відміну від традиційних підходів, що ґрунтуються виключно на візуальному спостереженні або визначенні часу утримання позиції, розроблена методика дозволяє отримувати кількісні показники якості виконання вправ та здійснювати моніторинг змін у динаміці реабілітаційного процесу.

Крім того, використання відеофіксації створює додаткові можливості для покращення клінічної комунікації між фахівцем і пацієнтом. Візуалізація помилок виконання вправ та демонстрація прогресу можуть сприяти підвищенню мотивації пацієнтів, покращенню прихильності до лікування та більш ефективному засвоєнню рухових навичок.

Розроблена кутово-часова система оцінювання техніки виконання вправ комплексу «Трійка МакГілла» дозволяє стандартизувати оцінку якості виконання реабілітаційних вправ у пацієнтів з дорсалгією. На відміну від традиційного візуального спостереження, запропонована методика поєднує кількісну оцінку кутових відхилень анатомічних сегментів із часовими показниками, що підвищує об'єктивність та відтворюваність результатів.

Отримані результати узгоджуються із сучасними тенденціями розвитку цифрової фізичної терапії, які передбачають використання відеоаналізу та мобільних технологій для об'єктивізації оцінювання рухів. Наукова новизна роботи полягає у створенні стандартизованої кутово-часової моделі оцінювання вправ комплексу «Трійка МакГілла», що забезпечує уніфікований підхід до контролю техніки їх виконання.

Практична цінність методики полягає в можливості її використання для первинного обстеження, моніторингу ефективності реабілітації, дистанційного супроводу пацієнтів та навчання фахівців. Використання стандартного мобільного пристрою робить запропонований інструмент доступним для широкого впровадження в клінічну практику.

Основними обмеженнями дослідження є відсутність повної психометричної валідації шкал, невизначеність міжекспертної надійності та використання двовимірного відеоаналізу. Подальші дослідження мають бути спрямовані на оцінювання валідності, надійності та чутливості розробленої системи відповідно до рекомендацій COSMIN.

ВИСНОВКИ

1. Розроблено стандартизовану кутово-часову систему оцінювання техніки виконання вправ комплексу «Трійка МакГілла», яка включає три окремі шкали для вправ «птах-собака», «бічна планка» та «модифіковані скручування».
2. Запропонована методика ґрунтується на кількісному оцінюванні кутових відхилень анатомічних сегментів тіла та часу утримання правильної позиції, що дозволяє об'єктивізувати контроль техніки виконання вправ і підвищити стандартизацію клінічного оцінювання.
3. Використання цифрової відеофіксації та мобільних засобів кутового аналізу забезпечує доступність методики для клінічної практики, дистанційного моніторингу, навчального процесу та наукових досліджень без необхідності застосування дорогих спеціалізованих систем аналізу руху.

Внески авторів:

Григоренко Д.В. – ресурси, курація даних, концептуалізація, дослідження, формальний аналіз, написання – початковий проєкт;

Колесник П.О. – ведення, перевірка, адміністрування проєкту, написання – рецензування та редагування.

Фінансування. Дослідження не має зовнішніх джерел фінансування. Апробація системи проводилась у рамках європейського проєкту «ShowUp4Health – Building Trust in Roma and IDP Communities for NCD Prevention: Developing and Testing an Integrated Social Healthcare Development Methodology for Vulnerable Groups in Central and Eastern Europe».

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

REFERENCES

1. Hartvigsen J, Hancock MJ, Kongsted A, Louw Q, Ferreira ML, Genevay S, et al. What low back pain is and why we need to pay attention. Lancet. 2018;391(10137):2356-67. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)30480-X
2. GBD 2021 Diseases and Injuries Collaborators. Global incidence, prevalence, years lived with disability (YLDs), disability-adjusted life-years (DALYs), and healthy life expectancy (HALE) for 371 diseases and injuries in 204 countries and territories and 811 subnational locations, 1990-2021: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2021. Lancet. 2024 May 18;403(10440):2133-61. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(24)00757-8
3. World Health Organization. WHO guideline for non-surgical management of chronic primary low back pain in adults in primary and community care settings [Internet]. Geneva: World Health Organization; 2023 [cited2026 Jul 12].Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK599202
4. Qaseem A, Wilt TJ, McLean RM, Forciea MA; Clinical Guidelines Committee of the American College of Physicians; Denberg TD, et al. Noninvasive Treatments for Acute, Subacute, and Chronic Low Back Pain: A Clinical Practice Guideline From the American College of Physicians. Ann Intern Med. 2017 Apr 4;166(7):514-30. doi: https://doi.org/10.7326/M16-2367
5. Vlaeyen JWS, Maher CG, Wiech K, Van Zundert J, Meloto CB, Diatchenko L, et al. Low back pain. Nat RevDis 2018 Dec 13;4(1):52. doi: https://doi.org/10.1038/s41572-018-0052-1
6. George SZ, Fritz JM, Silfies SP, Schneider MJ, Beneciuk JM, Lentz TA, et al. Interventions for the Management of Acute and Chronic Low Back Pain: Revision 2021. J Orthop Sports Phys Ther. 2021 Nov;51(11):CPG1-CPG60. doi: https://doi.org/10.2519/jospt.2021.0304
7. Karagiannopoulou V, Meirezonne H, De Greef I, Van Oosterwijck J, Matheve T, Danneels L, et al. The effects of exercise therapy on lumbar muscle structure in low back pain: A systematic review and meta-analysis. Ann Phys Rehabil Med. 2025 Jun;68(5):101988. doi: https://doi.org/10.1016/j.rehab.2025.101988
8. Salehi S, Sobhani V, Mir SM, Keivanfar N, Shamsoddini A, Hashemi SE. Efficacy of specific exercises in general population with non-specific low back pain: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. J Bodyw Mov Ther. 2024 Jul;39:673-705. doi: https://doi.org/10.1016/j.jbmt.2024.03.049
9. Oliveira CB, Maher CG, Pinto RZ, Traeger AC, Lin CC, Chenot JF, et al. Clinical practice guidelines for the management of non-specific low back pain in primary care: an updated overview. Eur Spine J. 2018 Nov;27(11):2791-803. doi: https://doi.org/10.1007/s00586-018-5673-2
10. Zhou T, Salman D, McGregor AH. Recent clinical practice guidelines for the management of low back pain: a global comparison. BMC Musculoskelet Disord. 2024 May 1;25(1):344. doi: https://doi.org/10.1186/s12891-024-07468-0
11. Zaina F, Côté P, Cancelliere C, Di Felice F, Donzelli S, Rauch A, et al. A Systematic Review of Clinical Practice Guidelines for Persons With Non-specific Low Back Pain With and Without Radiculopathy: Identification of Best Evidence for Rehabilitation to Develop the WHO's Package of Interventions for Rehabilitation. Arch Phys Med2023 Nov;104(11):1913-27. doi: https://doi.org/10.1016/j.apmr.2023.02.022 
12. Gilanyi YL, Shah B, Cashin AG, Gibbs MT, Bellamy J, Day R, et al. Barriers and enablers to exercise adherence in people with nonspecific chronic low back pain: a systematic review of qualitative evidence. Pain. 2024 Oct 1;165(10):2200-14. doi: https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000003234
13. Tayshete I, McCarthy C, Ademoyegun A, Gebrye T, Fatoye F, Mbada C. Effectiveness of smartphone-based applications in low-back pain rehabilitation: a systematic review and meta-analysis. Bulletin of Faculty of Physical2025;30:29. doi: https://doi.org/10.1186/s43161-025-00288-w
14. Thiyagarajan A, Nainar AM, Babu LH. The McGill Approach to Core Stabilization in the Treatment of Low Back Pain in Sports Population: A Review. Int J Physiother ResClin 2023;2(4):18-21. doi: https://doi.org/10.54839/ijprcp.v2i4.22.14
15. Lam WWT, Tang YM, Fong KNK. A systematic review of the applications of markerless motion capture (MMC) technology for clinical measurement in rehabilitation. J NeuroEngineering Rehabil 2023;20:57. doi: https://doi.org/10.1186/s12984-023-01186-9
16. Milani P, Coccetta CA, Rabini A, Sciarra T, Massazza G, Ferriero G. Mobile smartphone applications for body position measurement in rehabilitation: a review ofgoniometric tools. PM R. 2014 Nov;6(11):1038-43. doi: https://doi.org/10.1016/j.pmrj.2014.05.003
17. Tozawa R, Ishii N, Onuma R, Kawasaki T. The reliability and validity of joint range of motion measurement using zoom and a smartphone application. J PhysTher 2023 Jul;35(7):538-41. doi: https://doi.org/10.1589/jpts.35.538 
18. Alahmri F, Nuhmani S, Muaidi Q. Effectiveness of telerehabilitation on chronic low back Pain: Systematic review and Meta-Analysis. Int J Med Inform. 2026;206:106174. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmedinf.2025.106174
19. Tracy BA, Soncrant J, Rhon DI, Young JL. Trials Investigating Exercise for Low Back Pain Lack Pragmatic Application: A Systematic Review. Arch Phys Med Rehabil. 2024 Jan;105(1):157-65. doi: https://doi.org/10.1016/j.apmr.2023.09.024