Quantificazione dei contributi di braccia e gambe durante l'esercizio ripetitivo da seduto a in piedi assistito elettricamente nei paraplegici: uno studio pilota

Questo protocollo dimostra le linee guida appropriate spiegando le parti essenziali e come vengono eseguite nella conduzione di un esperimento sit-to-stand con l'assistenza di un supporto per le braccia e di una stimolazione elettrica funzionale. Questa tecnica aiuta a gestire la complessità di avere alcuni set, tra cui la strumentazione di un telaio in piedi, la stimolazione elettrica funzionale e la meccanomiografia. Questo metodo può essere applicabile ad altre popolazioni che richiedono l'installazione di sit-to-stand con l'assistenza del braccio.

A dimostrare la procedura sarà Khairul, un assistente nella gestione della configurazione di MMG e FES. Adhli, un assistente nella configurazione di Vicon, e Musfirah un dottorando sotto la supervisione del Dr.Nur Azah Hamzaid. Inizia l'esperimento sit-to-stand impostato sistemando una sedia e una struttura in piedi.

Per fare ciò, progetta una sedia senza braccioli con un'altezza di 45 centimetri senza schienale secondo la dimensione di una piastra di forza 1 incorporata nel pavimento del laboratorio di analisi del movimento. Successivamente, strumentare ciascuna gamba SF nella parte inferiore con un sensore di forza indipendente con un intervallo di sensibilità da 0 a 12 chilogrammi. Posizionare un SF portatile e pieghevole davanti alla sedia a portata di mano e posizionare quattro gambe dello SF all'esterno della piastra di forza 2 per evitare doppie misurazioni.

Per impostare l'analisi del movimento, inserisci i dettagli del partecipante come la lunghezza delle gambe, la larghezza della caviglia e la larghezza del ginocchio nel sistema. Quindi, posizionare 16 marcatori riflettenti sugli arti inferiori del partecipante con nastro biadesivo direttamente sopra il bilaterale, anteriore e posteriore della colonna iliaca superiore. Applicare il pennarello sulla superficie laterale della coscia bilaterale e del gambo e sul malleolo laterale sinistro e destro.

Successivamente, posiziona i marcatori a sinistra e a destra della seconda testa metatarsale e sul calcagno alla stessa altezza della seconda testa metatarsale. Al termine, chiedi al partecipante di essere seduto a piedi nudi, con le ginocchia flesse a 90 gradi ed entrambi i piedi posizionati sulla piastra di forza 2. Assicurarsi che la testa e il tronco del partecipante siano rivolti in avanti mentre si è seduti in posizione eretta.

Dopo aver posizionato le mani del partecipante sull'impugnatura del SF, identificare il muscolo retto femorale palpando l'area centrale e voluminosa della coscia, quindi posizionare bilateralmente un meccanomiografia o un sensore MMG per gamba nell'area della coscia del muscolo retto femorale per misurare gli sforzi dei muscoli delle gambe da seduto a in piedi e da seduto in piedi. Fissare i sensori con un nastro biadesivo e legare i sensori intorno alla coscia per ridurre gli artefatti da movimento prima di collegarli al dispositivo MMG e al computer. Il primo giorno, esegui un esercizio volontario da seduto a in piedi attivando tutte le impostazioni per registrare i parametri selezionati.

Al termine del conto alla rovescia di cinque secondi cronometrato da un timer elettronico, chiedere al partecipante di alzarsi dalla posizione seduta fissa per tre secondi prima di sedersi sulla sedia. Dopo una pausa di cinque secondi, continua a fare prove da seduto a in piedi fino a quando il partecipante non può più eseguire la stessa routine. Al termine, disattiva tutti i dati registrati.

Fai una pausa di cinque minuti prima di continuare la serie successiva della routine da seduto a in piedi per fornire il recupero muscolare tra le serie. Una volta terminata la prova, lasciare riposare il partecipante per almeno 48 ore. Il secondo giorno, posizionare elettrodi di stimolazione elettrica funzionale sui muscoli quadricipite e grande gluteo per eseguire l'esercizio FES assistito da seduto in piedi.

Per il muscolo quadricipite, posizionare il primo elettrodo orizzontalmente a circa due dita sopra il ginocchio e il secondo elettrodo orizzontalmente a circa una larghezza del palmo della mano sotto l'articolazione dell'anca. Per il muscolo grande gluteo, istruire il partecipante a piegarsi in avanti per posizionare il primo elettrodo verticalmente, più vicino all'osso dell'anca, e collegare il secondo elettrodo verticalmente, più vicino al coccige, fianco a fianco dal primo elettrodo. Quando gli elettrodi sono in posizione, collegare tutti gli elettrodi FES al dispositivo FES e collegarli al software FES nel computer.

Impostare il software FES selezionando l'ampiezza dell'impulso di 300 e la frequenza di 35 hertz. Per definire l'intensità della corrente FES, chiedere se il partecipante è in grado di tollerare la corrente per ottenere l'estensione del ginocchio e dell'anca. Determinare l'ampiezza della corrente FES attraverso diverse pratiche prima di iniziare lo studio vero e proprio.

Successivamente, iniziare l'esperimento come descritto in precedenza accendendo il FES quando il partecipante si alza e spegnendo il FES per consentire al partecipante di sedersi sulla sedia. Ripeti la prova in serie e raccogli i dati. Durante l'azione da seduto a in piedi in entrambe le sessioni, la percentuale del braccio del partecipante 1 ha mostrato un contributo maggiore alla percentuale di peso corporeo totale rispetto alla percentuale della sua gamba.

Nel partecipante 1, la stimolazione elettrica non è stata in grado di fornire un'estensione completa del ginocchio destro durante la fase finale della routine sit-to-stand. L'angolo del ginocchio destro non ha raggiunto il normale range di movimento dell'estensione del ginocchio. Al contrario, la partecipante 2 ha esercitato più forza sulle gambe per sostenere l'intero peso corporeo, con un contributo maggiore della percentuale delle gambe durante la fase finale della routine volontaria da seduto a in piedi.

Inoltre, durante la serie finale di routine volontaria sit-to-stand, il partecipante 2 ha mostrato un angolo del ginocchio più piccolo durante la fase iniziale del movimento. Durante l'evento B, quando è stato avviato il sollevamento dei glutei, è stato osservato che il partecipante 1 aumentava la forza delle braccia per sollevare la parte superiore del corpo dalla sedia. Nel frattempo, per il partecipante 2, il contributo massimo delle braccia è stato rilevato durante l'evento B, per la routine sit-to-stand assistita da FES.

Ogni fase di questa procedura è importante e deve essere seguita come indicato. Tuttavia, è necessario notare che ci può essere flessibilità, in particolare nella postura iniziale del partecipante. È possibile aggiungere un feedback qualitativo per misurare le opinioni e i punti di vista relativi alle routine da seduto a in piedi, alla stabilità e all'affaticamento dal punto di vista del partecipante.

Aggiungendo questo metodo, i ricercatori comprenderanno meglio il comportamento della tecnica sit-to-stand con i risultati quantitativi ottenuti.