Cuantificación de las contribuciones de brazos y piernas durante el ejercicio repetitivo de bipedestación asistida eléctricamente en parapléjicos: un estudio piloto

Este protocolo demuestra las pautas apropiadas al explicar las partes esenciales y cómo se llevan a cabo en la realización de un experimento de sentarse y ponerse de pie con la ayuda del soporte del brazo y la estimulación eléctrica funcional. Esta técnica ayuda a manejar la complejidad de tener unas pocas configuraciones, incluida la instrumentación de un bipedestado, la estimulación eléctrica funcional y la mecanomiografía. Este método puede ser aplicable a otras poblaciones que requieren la configuración de sentarse a pararse con la ayuda del brazo.

La demostración del procedimiento estará a cargo de Khairul, un asistente en el manejo de la configuración de MMG y FES. Adhli, asistente en la configuración de Vicon, y Musfirah, candidata a doctorado bajo la supervisión del Dr. Nur Azah Hamzaid. Comience el experimento de sentarse y ponerse de pie colocando una silla y un marco de pie.

Para ello, diseñe una silla sin brazos con una altura de 45 centímetros sin respaldo de acuerdo con la dimensión de una placa de fuerza 1 incrustada en el suelo del laboratorio de análisis de movimiento. A continuación, instrumente cada pata SF en la parte inferior con un sensor de fuerza independiente con un rango de sensibilidad de 0 a 12 kilogramos. Coloque un SF portátil y plegable frente a la silla al alcance de la mano, y coloque cuatro patas del SF fuera de la placa de fuerza 2 para evitar mediciones dobles.

Para configurar el análisis de movimiento, introduzca los detalles del participante, como la longitud de la pierna, el ancho del tobillo y el ancho de la rodilla en el sistema. Luego, coloque 16 marcadores reflectantes en las extremidades inferiores del participante con cinta adhesiva de doble cara directamente sobre la columna bilateral, anterior y posterior de la columna ilíaca superior. Coloque el marcador sobre la superficie lateral del muslo bilateral y el vástago, y en el maléolo lateral izquierdo y derecho.

A continuación, coloque marcadores sobre la izquierda y la derecha de la cabeza del segundo metatarsiano, y en el calcáneo a la misma altura de la cabeza del segundo metatarsiano. Cuando haya terminado, indique al participante que se siente descalzo, con las rodillas flexionadas a 90 grados y ambos pies colocados sobre la placa de fuerza 2. Asegúrese de que la cabeza y el tronco del participante miren hacia adelante mientras está sentado erguido.

Después de colocar las manos del participante en el mango del SF, identifique el músculo recto femoral palpando el área media y voluminosa del muslo, luego coloque una mecanomiografía o sensor MMG por pierna en el área del muslo del músculo recto femoral bilateralmente para medir los esfuerzos de los músculos de la pierna de estar sentado a pararse y de pie a sentado. Asegure los sensores con una cinta adhesiva de doble cara y sujete los sensores alrededor del muslo para reducir los artefactos de movimiento antes de conectarlos al dispositivo MMG y a la computadora. El primer día, realice un ejercicio voluntario de sentarse y ponerse de pie encendiendo todas las configuraciones para registrar los parámetros seleccionados.

Al final de la cuenta regresiva de cinco segundos cronometrada por un temporizador electrónico, pida al participante que se ponga de pie desde la posición sentada estacionaria durante tres segundos antes de volver a sentarse en la silla. Después de un descanso de cinco segundos, continúe haciendo pruebas de sentarse y ponerse de pie hasta que el participante ya no pueda realizar la misma rutina. Cuando haya terminado, apague todos los datos grabados.

Dé un descanso de cinco minutos antes de continuar con la siguiente serie de la rutina de sentarse y ponerse de pie para proporcionar recuperación muscular entre series. Una vez finalizada la prueba, permita que el participante descanse durante al menos 48 horas. En el segundo día, coloque electrodos de estimulación eléctrica funcional en los músculos cuádriceps y glúteo mayor para realizar el ejercicio de sentarse a pararse asistido por FES.

Para el músculo cuádriceps, coloque el primer electrodo horizontalmente a unos dos dedos de ancho por encima de la rodilla, y el segundo electrodo horizontalmente a aproximadamente un ancho de palma por debajo de la articulación de la cadera. Para el músculo glúteo mayor, indique al participante que se incline hacia adelante para colocar el primer electrodo verticalmente, más cerca del hueso de la cadera, y coloque el segundo electrodo verticalmente, más cerca del coxis, uno al lado del lado del primer electrodo. Cuando los electrodos estén en su lugar, conecte todos los electrodos FES al dispositivo FES y conéctelos al software FES en la computadora.

Configure el software FES seleccionando el ancho de pulso de 300 y la frecuencia de 35 hercios. Para definir la intensidad de la corriente FES, pregunte si el participante puede tolerar la corriente para lograr la extensión de la rodilla y la cadera. Determine la amplitud de la corriente FES a través de varias prácticas antes de comenzar el ensayo real.

A continuación, comience el experimento como se describió anteriormente encendiendo el FES cuando el participante se levante y apagando el FES para que el participante se siente en la silla. Repita la prueba en series y recopile los datos. A lo largo de la acción de sentarse y ponerse de pie en ambas sesiones, el porcentaje de brazos del participante 1 mostró una mayor contribución al porcentaje de peso corporal total en comparación con su porcentaje de piernas.

En el participante 1, la estimulación eléctrica no pudo proporcionar una extensión completa en la rodilla derecha durante la fase final de la rutina de sentarse y ponerse de pie. El ángulo de la rodilla derecha no alcanzó el rango de movimiento normal de la extensión de la rodilla. Por el contrario, la participante 2 ejerció más fuerza sobre sus piernas para soportar todo el peso corporal, con una mayor contribución del porcentaje de piernas durante la fase final de la rutina voluntaria de sentarse y ponerse de pie.

Además, durante la serie final de la rutina voluntaria de sentarse y ponerse de pie, el participante 2 exhibió un ángulo de rodilla más pequeño durante la etapa inicial del movimiento. Durante el evento B, cuando se inició la elevación de los glúteos, se observó que el participante 1 aumentaba la fuerza de los brazos para levantar la parte superior del cuerpo de la silla. En tanto, para el participante 2, la contribución máxima de brazos se detectó durante el evento B, para la rutina de bipedestación asistida por FES.

Cada paso de este procedimiento es importante y debe seguirse como se indica. Sin embargo, es necesario tener en cuenta que puede haber flexibilidad, específicamente en la postura inicial del participante. Se puede agregar retroalimentación cualitativa para medir las opiniones y puntos de vista con respecto a las rutinas de bipedestación, estabilidad y fatiga desde la perspectiva del participante.

Al agregar este método, los investigadores comprenderán mejor el comportamiento de la técnica de sentarse a pararse con los resultados cuantitativos obtenidos.