Gus Falcioni (left) has a history of knee injuries and provided feedback to Nirtal Shah (right) as the app was developed.

In-home rehab: a mobile app for knee replacement recovery

(Français)

The number of knee replacement surgeries performed in Canada keeps rising as our population ages—even if many are being postponed during the COVID-19 crisis. Surgeons have perfected the procedure but research show that 80 per cent of older adults don’t follow through on their rehab.

Physiotherapist Nirtal Shah has seen this in his 15 years at the University of Toronto’s David L. MacIntosh Sport Medicine Clinic. And he’s seen it in his own family.

 Nirtal Shah

Nirtal Shah

“My mother had a total knee replacement and I saw her struggle,” says Shah (whose sister is also a physiotherapist). “And she had two kids calling her up every day, making sure she’s okay, giving her more exercises, helping her.”

Shah’s mother had other advantages: extended health benefits and a physiotherapy clinic nearby. “That’s not the norm. Many people have issues in terms of being able to afford care or having ready access to care.”

Shah is making it his mission to break down barriers to full recovery. With a grant from AGE-WELL, he has developed an app to help older adults recover from knee surgery. The app provides six months of video-guided rehabilitation exercises as well as checklists, weekly goals and daily reminders to keep people motivated.

“There is a misconception that older adults do not use technology,” says Shah. “But the research shows that if there is an inherent benefit for them, they will access it.”

Shah’s interest in mobile health began nine years ago with a graduate course that paired him with an engineering student. “I started thinking: How can we take what these mobile devices in our pockets do and make it useful for my patients?”

He formed a company, Curovate, and in 2016 developed his first app for people recovering from surgery to repair a torn knee ligament, the anterior cruciate ligament (ACL). “I gave it to my patients and they really liked it.”

ACL patients tend to be young adults but with AGE-WELL’s help, Shah was able to make the shift to an older demographic. “The funding was integral in starting this journey to develop an app for total knee replacement. It was great to have AGE-WELL believe in us early on,” says Shah, who collaborated with U of T professor Jonathan Rose.

Gus Falcioni (left) has a history of knee injuries and provided feedback to Nirtal Shah (right) as the app was developed.

Gus Falcioni (left) has a history of knee injuries and provided feedback to Nirtal Shah (right) as the app was developed.

Shah’s evidence-based workout program is designed for home use, with tables and chairs replacing traditional physiotherapy equipment like balance bars and workbenches. Exercises start slowly and build gradually, with time built in for icing and elevation. “Every exercise is done at the rate and pace that would be appropriate for that person at that stage post-surgery.”

The app counts down reps and sets, and even allows users to measure their knee’s range of motion with the smartphone’s accelerometer (the internal device that allows users to rotate images). “Patients have said ‘it’s fantastic that I can track my progress at home when prior to this, I had to wait to see my physiotherapist.” Patients still have routine checkups with their orthopedic surgeon, and with their physiotherapist, as needed.

Shah wanted an age-appropriate exercise model in his videos, as motivation for users. Enter Gus Falcioni, an avid basketball player with a history of knee injuries. “I have arthritis in both knees,” says Falcioni, 74. “I can’t jog or walk quickly. I haven’t played basketball for about three years”. In addition to performing all the exercises in the videos, Falcioni offered feedback as the app was developed.

“It’s a much better version of what you usually get, which is two sheets of paper, a photograph and a two-line explanation of what to do. This is much more helpful.”

Curovate launched in January 2020, with apps for ACL, knee and hip replacement patients. Shah is now building his user base, with the aim of improving outcomes for as many people as possible.

“It’s not just enough to not have pain,” he emphasizes. “You should be able to go up and down stairs without pain, you should be able to walk the distance that you want without limitation or having to sit down. That to me is the goal of the surgery.”

Réadaptation à domicile : une application mobile pour favoriser le rétablissement après une arthroplastie du genou

Le nombre d’arthroplasties du genou pratiquées au Canada ne cesse d’augmenter à mesure que la population vieillit – même si bon nombre d’interventions sont reportées en raison de la crise liée à la pandémie de la COVID-19. Les chirurgiens ont perfectionné la procédure, mais les recherches révèlent que 80 pour cent des personnes âgées ne suivent pas leur programme de réadaptation.

 Nirtal Shah

Nirtal Shah

Le physiothérapeute Nirtal Shah l’a constaté au cours des 15 années qu’il a passées à la clinique de médecine sportive David L. Macintosh de l’Université de Toronto. Et il en a été témoin au sein de sa propre famille.

« Ma mère a subi une arthroplastie totale du genou et j’ai pu constater combien son rétablissement a été difficile, déclare M. Shah (dont la sœur est aussi physiothérapeute). Et elle avait deux enfants qui l’appelaient tous les jours pour s’assurer qu’elle allait bien, lui donner plus d’exercices à effectuer, l’aider. »

Par ailleurs, la mère de M. Shah bénéficiait d’autres avantages : une assurance-maladie complémentaire et une clinique de physiothérapie à proximité. « Ce n’est pas la norme. Beaucoup de gens ont de la difficulté à se payer des soins ou à avoir facilement accès aux services. »

M. Shah s’est donné pour mission d’éliminer les obstacles à un rétablissement complet. Grâce à une subvention d’AGE-WELL, il a mis au point une application pour aider les personnes âgées à se remettre d’une chirurgie du genou. L’application propose six mois d’exercices de réadaptation guidés par vidéo ainsi que des listes de vérification, des objectifs hebdomadaires et des rappels quotidiens pour garder les gens motivés.

« On croit à tort que les personnes âgées n’utilisent pas la technologie, affirme M. Shah. Mais les recherches démontrent que s’il y a un avantage inhérent pour eux, ils y auront accès. »

L’intérêt de M. Shah pour la santé mobile a commencé il y a neuf ans dans le cadre d’un cours de deuxième cycle où il a été jumelé avec un étudiant en génie. « J’ai commencé à réfléchir à la question suivante : Comment faire pour utiliser les capacités des appareils mobiles qui se trouvent dans nos poches et en tirer profit afin de les rendre utiles pour mes patients? »

Il a fondé une entreprise, Curovate, et, en 2016, il a mis au point sa première application pour les personnes qui se remettent d’une chirurgie visant à soigner un ligament déchiré au genou : le ligament croisé antérieur. « J’ai proposé l’application à mes patients et ils l’ont vraiment aimé. »

Les patients qui subissent une chirurgie du ligament croisé antérieur ont tendance à être de jeunes adultes, mais avec l’aide d’AGE-WELL, M. Shah a pu passer à une approche axée sur un groupe démographique plus âgé. « Le financement a joué un rôle essentiel dans l’élaboration d’une application pour l’arthroplastie totale du genou. C’était fantastique d’avoir le soutien d’AGE-WELL, et ce, dès le début de notre démarche », déclare M Shah, qui a collaboré avec le professeur Jonathan Rose de l’Université de Toronto.

Gus Falcioni (à gauche) a des antécédents de blessures au genou et a formulé des commentaires à Nirtal Shah (à droite) pendant la mise au point de l’application.

Gus Falcioni (à gauche) a des antécédents de blessures au genou et a formulé des commentaires à Nirtal Shah (à droite) pendant la mise au point de l’application.

Le programme d’entraînement fondé sur des données probantes de M. Shah est conçu pour être effectué à la maison, avec des tables et des chaises qui remplacent l’équipement de physiothérapie traditionnel comme les poutres d’équilibre et les bancs d’exercice. Les exercices commencent lentement et s’intensifient graduellement, avec des périodes réservées à l’application de glace et à l’élévation du membre. « Chaque exercice est effectué au rythme et à la vitesse appropriés pour cette personne à cette étape, après l’intervention chirurgicale. »

L’application compte les répétitions ainsi que les séries, et permet même aux utilisateurs de mesurer l’amplitude du mouvement de leur genou à l’aide de l’accéléromètre du téléphone intelligent (le dispositif intégré qui permet aux utilisateurs de faire pivoter les images). Les patients ont déclaré : « C’est fantastique que je puisse faire le suivi de mes progrès à la maison alors qu’auparavant, je devais attendre de voir mon physiothérapeute. » Ces derniers subissent toujours des examens de routine avec leur chirurgien orthopédiste et leur physiothérapeute, au besoin.

M. Shah souhaitait offrir un modèle d’exercice adapté à l’âge dans ses vidéos, comme motivation pour les utilisateurs. Voici Gus Falcioni, un joueur de basketball passionné qui a des antécédents de blessures au genou. « Je souffre d’arthrite dans les deux genoux », déclare M. Falcioni, 74 ans. Je ne peux pas faire de jogging ni marcher rapidement. Je n’ai pas joué au basketball depuis environ trois ans. » En plus d’effectuer tous les exercices dans les vidéos, M. Falcioni a formulé des commentaires pendant la conception de l’application.

« C’est une bien meilleure version de ce que vous obtenez habituellement, c’est-à-dire deux feuilles de papier, une photographie et une explication de deux lignes de ce qu’il faut faire. C’est beaucoup plus utile. »

Curovate a été lancée en janvier 2020, avec des applications pour les patients ayant subi une chirurgie du ligament croisé, une arthroplastie du genou ou de la hanche. M. Shah s’emploie actuellement à mettre en place sa base d’utilisateurs, dans le but d’améliorer les résultats pour le plus grand nombre de personnes possible.

« Il ne suffit pas de ne pas souffrir », souligne-t-il. Vous devriez pouvoir monter et descendre les escaliers sans douleur, ainsi que marcher la distance que vous voulez sans vous limiter ni devoir vous asseoir. Pour moi, c’est l’objectif de procéder à une intervention chirurgicale. »