Quantifizierung der Beiträge von Armen und Beinen während wiederholter elektrisch unterstützter Sitzübungen bei Querschnittgelähmten: Eine Pilotstudie

Dieses Protokoll zeigt geeignete Richtlinien, indem es wesentliche Teile erklärt und erklärt, wie sie bei der Durchführung eines Sitz-Steh-Experiments mit Hilfe von Armstütze und funktioneller Elektrostimulation durchgeführt werden. Diese Technik hilft, die Komplexität einiger Setups zu bewältigen, einschließlich der Instrumentierung eines Stehrahmens, der funktionellen Elektrostimulation und der Mechanomyographie. Diese Methode kann auf andere Bevölkerungsgruppen angewendet werden, die die Einrichtung von Sit-to-Stand mit Armunterstützung benötigen.

Khairul, ein Assistent bei der Handhabung des MMG- und FES-Setups, wird das Verfahren demonstrieren. Adhli, ein Assistent im Vicon-Aufbau, und Musfirah, ein Doktorand unter der Aufsicht von Dr. Nur Azah Hamzaid. Beginnen Sie mit dem Aufbau des Sitz-Steh-Experiments, indem Sie einen Stuhl und ein Stehgestell anordnen.

Entwerfen Sie dazu einen armlosen Stuhl mit einer Höhe von 45 Zentimetern ohne Rückenlehne nach dem Maß einer Kraftmessplatte 1, die in den Boden des Bewegungsanalyselabors eingelassen ist. Als nächstes instrumentieren Sie jedes SF-Bein unten mit einem unabhängigen Kraftsensor mit einem Empfindlichkeitsbereich von 0 bis 12 Kilogramm. Positionieren Sie einen tragbaren und faltbaren SF vor dem Stuhl in Armreichweite und positionieren Sie vier Beine des SF außerhalb der Kraftmessplatte 2, um Doppelmessungen zu vermeiden.

Geben Sie für die Einrichtung der Bewegungsanalyse die Details des Teilnehmers wie Beinlänge, Knöchelbreite und Kniebreite in das System ein. Platzieren Sie dann 16 reflektierende Marker auf den unteren Gliedmaßen des Teilnehmers mit doppelseitigem Klebeband direkt über der beidseitigen, vorderen und hinteren der oberen Beckenwirbelsäule. Befestigen Sie den Marker über der lateralen Oberfläche des beidseitigen Oberschenkels und Schenkels sowie am seitlichen linken und rechten Knöchel.

Als nächstes platzieren Sie Markierungen über der linken und rechten Seite des zweiten Mittelfußköpfchens und auf dem Fersenbein auf der gleichen Höhe des zweiten Mittelfußköpfchens. Wenn Sie fertig sind, weisen Sie den Teilnehmer an, barfuß zu sitzen, die Knie um 90 Grad gebeugt und beide Füße auf Kraftmessplatte 2 zu positionieren. Stellen Sie sicher, dass Kopf und Rumpf des Teilnehmers nach vorne zeigen, während Sie aufrecht sitzen.

Nachdem Sie die Hände des Teilnehmers auf den Griff des SF gelegt haben, identifizieren Sie den Rectus femoris-Muskel, indem Sie den mittleren und sperrigen Bereich des Oberschenkels abtasten, und platzieren Sie dann einen Mechanomyographie- oder MMG-Sensor pro Bein bilateral im Oberschenkelbereich des Rectus femoris-Muskels, um die Beinmuskeln zu messen. Befestigen Sie die Sensoren mit einem doppelseitigen Klebeband und schnallen Sie die Sensoren um den Oberschenkel, um die Bewegungsartefakte zu reduzieren, bevor Sie eine Verbindung zum MMG-Gerät und zum Computer herstellen. Führen Sie am ersten Tag eine freiwillige Sitz-Steh-Übung durch, indem Sie alle Setups einschalten, um die ausgewählten Parameter aufzuzeichnen.

Bitten Sie den Teilnehmer am Ende des Countdowns von fünf Sekunden, der von einem elektronischen Timer gestoppt wird, drei Sekunden lang aus der stationären Sitzposition aufzustehen, bevor er sich wieder auf den Stuhl setzt. Machen Sie nach einer Pause von fünf Sekunden weitere Sit-to-Stand-Versuche, bis der Teilnehmer die gleiche Routine nicht mehr ausführen kann. Wenn Sie fertig sind, schalten Sie alle aufgezeichneten Daten aus.

Machen Sie eine fünfminütige Pause, bevor Sie mit dem nächsten Satz der Sit-to-Stand-Routine fortfahren, um die Muskelregeneration zwischen den Sätzen zu gewährleisten. Lassen Sie den Teilnehmer nach Abschluss der Studie mindestens 48 Stunden ruhen. Platzieren Sie am zweiten Tag funktionelle Elektrostimulationselektroden auf den Quadrizeps- und Gesäßmuskeln, um die FES-unterstützte Sitz-zu-Steh-Übung durchzuführen.

Platzieren Sie beim Quadrizepsmuskel die erste Elektrode horizontal etwa zwei Fingerbreit über dem Knie und die zweite Elektrode horizontal etwa eine Handbreit unterhalb des Hüftgelenks. Weisen Sie den Teilnehmer für den Gesäßmuskel an, sich nach vorne zu beugen, um die erste Elektrode vertikal zu platzieren, am nächsten am Hüftknochen, und die zweite Elektrode vertikal, am nächsten am Steißbein, Seite an Seite von der ersten Elektrode zu befestigen. Wenn die Elektroden angebracht sind, schließen Sie alle FES-Elektroden an das FES-Gerät an und verbinden Sie sie mit der FES-Software im Computer.

Richten Sie die FES-Software ein, indem Sie die Impulsbreite von 300 und die Frequenz von 35 Hertz auswählen. Um die FES-Stromintensität zu definieren, erkundigen Sie sich, ob der Teilnehmer den Strom tolerieren kann, um eine Knie- und Hüftstreckung zu erreichen. Bestimmen Sie die FES-Stromamplitude durch mehrere Übungen, bevor Sie mit dem eigentlichen Versuch beginnen.

Starten Sie als Nächstes das Experiment wie zuvor beschrieben, indem Sie das FES einschalten, wenn der Teilnehmer aufsteht, und das FES ausschalten, damit sich der Teilnehmer auf dem Stuhl zurücklehnen kann. Wiederholen Sie den Versuch in Sätzen und sammeln Sie die Daten. Während der gesamten Sit-to-Stand-Aktion in beiden Sitzungen zeigte der Armanteil von Teilnehmer 1 einen höheren Anteil am Gesamtkörpergewicht im Vergleich zu seinem Beinanteil.

Bei Teilnehmer 1 konnte die Elektrostimulation während der Endphase der Sitz-Steh-Routine keine vollständige Streckung im rechten Knie bewirken. Der rechte Kniewinkel erreichte nicht den normalen Bewegungsumfang der Kniestreckung. Im Gegensatz dazu übte Teilnehmerin 2 mehr Kraft auf ihre Beine aus, um das volle Körpergewicht zu tragen, mit einem höheren Beitrag von Beinprozent während der Endphase der freiwilligen Sit-to-Stand-Routine.

Darüber hinaus zeigte Teilnehmer 2 während des letzten Satzes der freiwilligen Sitz-zu-Steh-Routine in der frühen Phase der Bewegung einen kleineren Kniewinkel. Während der Veranstaltung B, als das Anheben des Gesäßes eingeleitet wurde, wurde beobachtet, dass Teilnehmer 1 die Armkraft erhöhte, um seinen Oberkörper vom Stuhl zu heben. Währenddessen wurde bei Teilnehmer 2 der maximale Beitrag der Arme während der Veranstaltung B für die FES-unterstützte Sitz-zu-Steh-Routine festgestellt.

Jeder Schritt in diesem Verfahren ist wichtig und sollte wie angegeben befolgt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass es Flexibilität geben kann, insbesondere in der Ausgangshaltung des Teilnehmers. Qualitatives Feedback kann hinzugefügt werden, um Meinungen und Ansichten zu den Sitz-Steh-Routinen, der Stabilität und der Ermüdung aus Sicht der Teilnehmer zu messen.

Durch das Hinzufügen dieser Methode werden die Forscher das Verhalten der Sit-to-Stand-Technik mit den erzielten quantitativen Ergebnissen besser verstehen.