Method Article

Metody ilościowego określania farmakologicznie wywołanych zmian w funkcjach motorycznych w niekompletnym SCI u ludzi

DOI:

10.3791/2148

April 18th, 2011

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten film demonstruje modulację aktywności odruchowej, siły wolicjonalnej i poruszania się poprzez kliniczne i ilościowe oceny u osób z niepełnym motorycznym SCI w wyniku ostrego doustnego podawania inhibitora wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI).

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Uraz rdzenia kręgowego (SCI) jest wyniszczającym zaburzeniem, które powoduje głębokie deficyty w wolicjonalnej kontroli motorycznej. Po ustabilizowaniu się stanu zdrowia powrót do zdrowia po SCI zazwyczaj obejmuje długotrwałą rehabilitację. Podczas gdy odzyskanie zdolności chodzenia jest głównym celem u wielu pacjentów wcześnie po urazie, ci z niepełnym motorycznym SCI, wskazującym na częściowe zachowanie kontroli wolicjonalnej, mogą mieć wystarczającą ilość szczątkowych ścieżek zstępujących niezbędnych do osiągnięcia tego celu. Jednak pomimo interwencji fizycznych, uważa się, że upośledzenie motoryczne, w tym osłabienie, oraz przejawy nieprawidłowej mimowolnej aktywności odruchowej, zwanej spastycznością lub skurczami, przyczyniają się do skrócenia powrotu do zdrowia. Doktrynerska myśl sugeruje, że zaradzenie tym nieprawidłowym odruchom motorycznym związanym z SCI przyniesie pacjentowi korzyści funkcjonalne. Na przykład lekarze i terapeuci zapewnią konkretne interwencje farmakologiczne lub fizyczne mające na celu zmniejszenie spastyczności lub skurczów, chociaż nadal istnieje niewiele danych empirycznych sugerujących, że strategie te poprawiają zdolność chodzenia.

W ciągu ostatnich kilku dekad, gromadzące się dane sugerowały, że określone czynniki neuromodulujące, w tym czynniki naśladujące lub ułatwiające działanie monoamin, w tym serotonina (5HT) i noradrenalina (NE), mogą inicjować lub wzmacniać zachowania związane z chodzeniem w zwierzęcych modelach SCI. Co ciekawe, wiele z tych czynników, szczególnie agoniści 5HTergicznej, może znacznie zwiększyć pobudliwość kręgosłupa, co z kolei również zwiększa aktywność odruchową u tych zwierząt. Wbrew intuicji tradycyjnym teoriom powrotu do zdrowia po uzgadnianiu rdzenia kręgowego u ludzi, dowody empiryczne z eksperymentów z zakresu nauk podstawowych sugerują, że ta odruchowa nadpobudliwość i generowanie zachowań lokomotorycznych są napędzane równolegle przez sygnały neuromodulacyjne (5HT) i mogą być niezbędne do funkcjonalnego powrotu do zdrowia po SCI.

Zastosowanie tej nowatorskiej koncepcji wywodzącej się z podstawowych badań naukowych w celu promowania powrotu do zdrowia po ludzkim SCI wydaje się być bezproblemowe, chociaż bezpośrednie tłumaczenie wyników może być niezwykle trudne. W szczególności w modelach zwierzęcych wszczepiony cewnik ułatwia dostarczanie bardzo specyficznych związków agonistycznych 5HT bezpośrednio do obwodów rdzeniowych. Przełożenie tej techniki na ludzi jest utrudnione przez brak specyficznych technik chirurgicznych lub dostępnych środków farmakologicznych ukierunkowanych na podtypy receptora 5HT, które są bezpieczne i skuteczne w badaniach klinicznych na ludziach. Jednak doustne podawanie powszechnie dostępnych środków 5HTergicznych, takich jak selektywne inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI), może być realną opcją zwiększenia centralnych stężeń 5HT w celu ułatwienia powrotu do chodzenia u ludzi. Brakuje systematycznego określenia ilościowego, w jaki sposób te SSRI modulują ludzkie zachowania motoryczne po SCI, ze szczególnym naciskiem na siłę, refleks i odzyskiwanie zdolności chodzenia.

Ta demonstracja wideo jest progresywną próbą systematycznej i ilościowej oceny modulacji aktywności odruchowej, siły wolicjonalnej i poruszania się po ostrym doustnym podaniu SSRI w ludzkim SCI. Środki są stosowane w ciągu pojedynczych dni, aby ocenić natychmiastowy wpływ na funkcje motoryczne w tej populacji pacjentów, z długoterminowymi badaniami obejmującymi wielokrotne podawanie leków w połączeniu z intensywnymi interwencjami fizycznymi.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aby ocenić wpływ ostrego doustnego podawania SSRI (10 mg szczawianu escitalopramu, Lexapro, Forest Pharmaceuticals, Inc.) na aktywność motoryczną u osób z niepełnym SCI motorycznym, stosuje się podwójnie ślepą, randomizowaną, kontrolowaną placebo konstrukcję krzyżową. W ramach kryteriów włączenia, pacjenci będą musieli przejść 14-dniowy okres wymywania wszystkich leków przeciwdepresyjnych, leków przeciwspastycznych i innych leków o znanych interakcjach z SSRI.

Dwie godziny są wymagane dla każdego z protokołów eksperymentalnych, składających się z klinicznych, ilościowych ocen statycznych i ilościowych ocen dynamicznych. Po podaniu leku (czas do osiągnięcia maksymalnego stężenia w osoczu) stosuje się 4,5-godzinne opóźnienie7. Badani są ponownie badani po podaniu leków przy użyciu identycznej konfiguracji eksperymentalnej i paradygmatu stosowanego podczas testów przedmedykacyjnych. Po wykonaniu testów wstępnych i końcowych pierwszego leku (SSRI lub placebo), co najmniej 7 dni dzieli oba warunki testowania (okres półtrwania środków wynosi około 27 godzin).

Część 1: Oceny kliniczne

Zmodyfikowany ashworth

Spastyczność mięśni czworogłowych i ścięgien podkolanowych jest określana za pomocą zmodyfikowanej skali Ashwortha (mAsh).

  1. Osobę kładzie się na wznak na wyściełanej macie.
  2. Odruchy spastyczne są oceniane w skali 0-4 składającej się z liczb całkowitych oraz oceny "1+". Kryteria oceny opierają się na poniższej tabeli (tabela 1).
  3. Aby ocenić spastyczność mięśnia czworogłowego, noga pacjenta jest unoszona z maty i całkowicie prostowana przez podparcie pod udem i kostką, z wyprostowaną nogą przeciwległą. Mięsień czworogłowy uda jest rozciągany, zapewniając energiczne bierne zgięcie wokół stawu kolanowego. Reakcja na rozciąganie jest określana ilościowo zgodnie z poniższą skalą.
  4. Aby ocenić spastyczność ścięgien podkolanowych, noga pacjenta jest podnoszona z maty i w pełni zginana przez podparcie pod udem i kostką, z wyprostowaną nogą przeciwległą. Rozciąganie jest zapewnione przez zapewnienie energicznego pasywnego wyprostu wokół stawu kolanowego. Reakcja na rozciąganie jest określana ilościowo zgodnie z poniższą skalą.
  5. Surowe wyniki są konwertowane na skalę porządkową i sumowane dwustronnie w celu uzyskania wyniku złożonego.

Narzędzie do oceny rdzenia kręgowego pod kątem odruchów spatycznych

Wielkość lub czas trwania skurczów zginaczy, prostowników i klonusa jest mierzony za pomocą narzędzia do oceny odruchów spastycznych rdzenia kręgowego (SCATS)

  1. Osobę kładzie się na wznak na wyściełanej macie.
  2. Odruchy spastyczne są oceniane w skali 0-3 za pomocą liczb całkowitych. Kryteria oceny opierają się na poniższej tabeli (tabela 2).
  3. Aby ocenić skurcze zginaczy, obie nogi są całkowicie wyprostowane, a buty i skarpetki pacjenta są zdjęte. Nakłucie szpilką wykonuje się na 1 sekundę do łuku przyśrodkowego stopy badanego. Wielkość ruchu dużego palca u nogi, kolana i biodra określona ilościowo zgodnie z poniższą skalą.
  4. Aby ocenić skurcze prostowników, noga jest podparta w 90° zgięcia biodra i 110° zgięcia kolana, z wyprostowaną nogą przeciwległą. Z tej pozycji noga jest energicznie prostowana i kładziona na macie. Czas trwania widocznej aktywności mięśnia czworogłowego, odnotowany przez większe przemieszczenie rzepki, określa się ilościowo zgodnie z poniższą skalą.
  5. Aby ocenić klonus, dolna część nogi jest lekko uniesiona z maty, a kostka jest umieszczona w neutralnym lub lekkim zgięciu podeszwowym, z wyprostowaną nogą przeciwległą. Rozciąganie zginaczy podeszwowych odbywa się poprzez energiczne bierne zgięcie grzbietowe kostki. Czas trwania rozerwania klonicznego określa się ilościowo zgodnie z poniższą skalą.
  6. Wyniki są sumowane w obrębie nóg i między nimi, aby uzyskać wynik złożony.

Wynik motoryczny kończyny dolnej

Zdolność jednostki do wolicjonalnego kurczenia mięśni zgodnie z miotomami jest oceniana za pomocą ASIA Lower Exlimbity Motor Score (LEMS).

  1. Osobę kładzie się na wznak na wyściełanej macie.
  2. Siła jest oceniana w skali od 0 do 5 za pomocą liczb całkowitych. Kryteria oceny opierają się na poniższej tabeli (tabela 3).
  3. Zginacze bioder (miotomia L2) są oceniane poprzez próbę zgięcia biodra przez pacjenta z pozycji leżącej, a w razie potrzeby zapewniony jest opór manualny. Jeśli pacjent nie jest w stanie w pełni poruszać się wbrew grawitacji, biodro jest obracane zewnętrznie, aby zmniejszyć skutki grawitacji i ponownie próbuje się zgiąć biodro.
  4. Prostowniki stawu kolanowego (miotomia L3) są oceniane poprzez próbę wyprostowania kolana przez pacjenta z pozycji zgiętej, obracanie się wokół przedramienia egzaminatora, a w razie potrzeby zapewniony jest opór manualny. Jeśli pacjent nie jest w stanie w pełni poruszać się wbrew grawitacji, biodro jest obracane na zewnątrz, aby zmniejszyć skutki grawitacji i ponownie próbuje się wyprostować kolano.
  5. Zginacze grzbietowe stawu skokowego (miotomia L4) są oceniane poprzez próbę zgięcia grzbietowego kostki przez pacjenta z wyprostowaną nogą, przy czym w razie potrzeby zapewniony jest opór manualny. Jeśli pacjent nie jest w stanie w pełni przesunąć kostki wbrew grawitacji, biodro jest obracane na zewnątrz, aby zmniejszyć skutki grawitacji i ponownie próbuje się zgięć grzbietowy kostki.
  6. Prostowniki dużego palca u nogi (miotomia L5) są oceniane poprzez próbę wyprostowania dużego palca u nogi przez pacjenta przy wyprostowanej nodze i zgiętej podeszwie kostki, w razie potrzeby zapewniony jest opór manualny. Jeśli pacjent nie jest w stanie w pełni przesunąć palca u nogi wbrew grawitacji, biodro jest obracane na zewnątrz, aby zmniejszyć skutki grawitacji i ponownie próbuje się wyprostować duży palec u nogi.
  7. Zginacze podeszwowe stawu skokowego (miotomia S1) są oceniane poprzez próbę zgięcia podeszwowego przez pacjenta z wyprostowaną nogą z ręcznym oporem, jeśli to konieczne. Jeśli pacjent nie jest w stanie poruszać kostką w pełnym zakresie z oporem, biodro i kolano są zginane, aby umieścić podeszwową powierzchnię stopy na macie, a pacjent jest proszony o wstanie na palcach. Jeśli pacjent nie jest w stanie w pełni podnieść się na palcach, biodro jest obracane na zewnątrz, aby zmniejszyć skutki grawitacji i ponownie próbuje się zgięć podeszwowy kostki.
  8. Wynik motoryczny kończyn dolnych oblicza się poprzez obustronne zsumowanie wyników dla każdej grupy mięśniowej.

Część 2: Ilościowe oceny statyczne

Odruch rozciągania zależny od prędkości

Korzystając z dynamometrów izokinetycznych oprócz elektromiografii (EMG), można zastosować precyzyjne rozciąganie i ocenić ilościową odpowiedź.

  1. Osoba siedzi wygodnie w aparacie testowym (Biodex System 3, Shirley, Nowy Jork)
  2. EMG powierzchniowe stosuje się do mięśnia płaszczkowatego i brzuchatego łydki przyśrodkowego.
  3. Noga jest przymocowana do płyty podstawy sprzężonej z ogniwem obciążnikowym o 6 stopniach swobody (ATX Industrial Automation, Apex, NC), a oś stawu skokowego jest wyrównana do środka ogniwa obciążnikowego.
  4. Gdy pacjent jest zrelaksowany, stosuje się pojedyncze lub wielokrotne rozciąganie do zgięcia grzbietowego (DF) lub zgięcia podeszwowego (PF) przy różnych prędkościach obrotowych, w tym 5, 30, 60 i 120 stopni / s
  5. Aby określić ilościowo reakcję momentu obrotowego, sygnały momentu obrotowego są filtrowane przy 200 Hz, próbkowane przy 1000 Hz i synchronizowane z danymi EMG. Momenty pasywne i grawitacyjne uzyskuje się z powolnych zaburzeń rozciągania (5 stopni / s) i odejmuje się je od szybkich rozciągnięć w celu obliczenia odpowiedzi odruchowej. Odcinki są dzielone na segmenty dla każdego skoku DF i PF, określane są minimalne i maksymalne momenty obrotowe, a szczytowy moment obrotowy jest definiowany jako różnica wartości.
  6. Aby określić ilościowo odpowiedź EMG, sygnały EMG są filtrowane przy 20-450 Hz, próbkowane z częstotliwością 1000 Hz, synchronizowane z danymi dotyczącymi momentu obrotowego. Sygnał jest prostowany i wygładzany przy dolnoprzepustowym 10 Hz przy użyciu rekurencyjnego filtra Butterwortha4 rzędu, a obszar wygładzonego sygnału jest obliczany dla agonisty i antagonisty dla wszystkich skoków. W przypadku perturbacji EMG jest często obecne po ustaniu ruchu podczas ostatniej pozycji trzymania. Obliczany jest zintegrowany obszar EMG, zaczynając od początku końcowego obrotu stawu, rozciągając się do fazy podtrzymania na okres do 3 sekund.

Siła izometryczna

Precyzyjne określenie siły woli można uzyskać za pomocą dynamometru izokinetycznego.

  1. Osoba jest wygodnie siedząca w aparaturze badawczej.
  2. EMG powierzchniowe są umieszczane na 6 głównych grupach mięśni każdej nogi, w tym mięśniu prostym uda, hamstingu przyśrodkowym, obszernym bocznym, piszczelowym przednim, płaszczkowatym i przyśrodkowym brzuchatym łydce (Delsys 2.1, Boston, MA). Noga jest przymocowana do płyty podstawy sprzężonej z ogniwem obciążnikowym o 6 stopniach swobody, a oś stawu kolanowego jest wyrównana do środka ogniwa obciążnikowego.
  3. Gdy pacjent jest zrelaksowany, pacjent jest instruowany, aby wytworzyć maksymalną siłę. Aby zapewnić maksymalną produkcję siły wolicjonalnej, eksperymentatorzy udzielają pacjentowi energicznej zachęty werbalnej. Gdy moment obrotowy zaczyna spadać, do agonisty dostarczany jest super maksymalny bodziec (10 impulsów, czas trwania 600 μs, 100 Hz, 135 V; S48 Grass, West Warwick, RI) przez samoprzylepne, żelowe elektrody stymulujące płytki 3" x 5" (ConMed Corp, Utica, NY). Moment obrotowy i EMG są zbierane i kondycjonowane tak, jak w przypadku rozciągania zależnego od prędkości (krok 2).
  4. offline
  5. Aby określić ilościowo maksymalną reakcję momentu obrotowego, znajduje się szczytowy moment obrotowy wygładzonego sygnału. Maksymalny moment obrotowy definiuje się jako średni moment obrotowy wytwarzany ±50 ms maksymalnego momentu obrotowego.
  6. Aby określić ilościowo odpowiedź EMG, maksymalne EMG oblicza się jako średni sygnał obecny od 0 do 100 ms przed szczytowym momentem obrotowym.
  7. Aby określić ilościowo deficyty aktywacji wolicjonalnej, współczynnik aktywacji centralnej oblicza się za pomocą równania 1. W tym równaniu Tdobrowolne odnosi się do dobrowolnego momentu obrotowego wytwarzanego 100 ms przed stymulacją elektryczną, a Telectrical odnosi się do szczytowego momentu obrotowego wywołanego elektrycznie. 8

figure-protocol-1
Równanie #1

Część 3: Ilościowe oceny dynamiczne

Maksymalna prędkość bieżni

Funkcjonalne poruszanie się jest oceniane za pomocą stopniowanego testu na bieżni w celu uzyskania prędkości bieżni.

  1. Tester jest zabezpieczony na bieżni (Bertec, Columbus, OH) za pomocą uprzęży bezpieczeństwa nad głową, która nie krępuje ruchów i nie zapewnia wsparcia ciężaru ciała. Przymocowany jest czujnik tętna. Zestaw markerów odblaskowych jest nakładany przy użyciu zmodyfikowanego szablonu Cleveland Clinic (32 markery odblaskowe). EMG powierzchniowe są umieszczane na 6 głównych grupach mięśni każdej nogi, w tym mięśniu prostym uda, hamstingu przyśrodkowym, obszernym boku, piszczelowym przednim, płaszczkowatym i przyśrodkowym brzuchatym brzuchatym brzuchatym (Noraxon, Scottsdale, Arizona)
  2. Tester zaczyna chodzić na bieżni z prędkością 0,1 m/s. Prędkość to prędkość zwiększana co 2 minuty o 0,1 m/s.
  3. Test zostaje zakończony w 3 warunkach
    1. Zmęczenie wolicjonalne
    2. Niestabilność chodu
    3. Zgodnie z wytycznymi American College of Sports Medicine (ACSM) 9
      1. Ocena odczuwanego wysiłku=20
      2. Tętno w granicach 10 uderzeń od przewidywanego maksimum
      3. Współczynnik wymiany oddechowej = 1.15
  4. Maksymalna prędkość uzyskana przez co najmniej 1 minutę jest rejestrowana jako szczytowa prędkość bieżni.

Kinematyka chodu

Podczas chodzenia na bieżni wiele pomiarów kinematycznych, w tym maksymalny zakres ruchu, prędkość szczytowa i zmienność, są oceniane za pomocą systemu przechwytywania ruchu (Motion Analysis, Santa Rosa, CA). Spójność koordynacji wewnątrzkończynowej między stawem biodrowym i kolanowym określa się ilościowo, obliczając średni współczynnik zgodności (ACC; 10). ACC wykorzystuje technikę kodowania wektorowego do analizy kątów bioder i kolan w płaszczyźnie strzałkowej na wykresie kąt-kąt.

  1. Kamery do przechwytywania ruchu są kalibrowane zgodnie z zaleceniami producenta przed każdym użyciem. Podczas zbierania danych dane są próbkowane z częstotliwością 100 Hz z 6 kamer.
  2. W trybie offline dane przechwytywania ruchu są ręcznie śledzone w celu uzyskania dokładności, a w celu analizy izolowana jest epoka co najmniej 10 cykli krokowych z prędkością uzyskaną w dowolnym okresie przed lub po SSRI.
  3. Cykl chodu jest znormalizowany do procentu od uderzenia piętą do uderzenia piętą i interpolowany za pomocą sześciennego splajnu zarówno dla kąta biodra, jak i kolana.
  4. Skonstruowany jest wykres kątowo-kątowy kolana biodra (rysunek 3a).
  5. Średni cosinus i sinus biodra (x) i kolana (y) znormalizowane odpowiednio do długości wektora (l) dla każdego interwału klatka-klatka obliczonego na wszystkich etapach wyizolowanych do analizy (równanie 1-2).

figure-protocol-2
Równanie #2

figure-protocol-3
Równanie #3

  1. Średni wektor dla każdego interwału klatka-klatka jest obliczany przy użyciu średnich wartości sinusa i cosinusa klatka między klatkami we wszystkich krokach wyizolowanych do analizy (równanie 3).

figure-protocol-4
Równanie #4

  1. Wektor średni (a) reprezentuje ciągłą zmienność zmian w odstępach między klatkami lub spójność koordynacji wewnątrzkończynowej między stawami biodrowymi i kolanowymi w wielu cyklach kroków (równanie 4). Gdy a=1, cykl jest idealnie zgodny z wartościami mniejszymi niż 1, co wskazuje na stopniowo mniejszą spójność wewnątrzkończynową między etapami (ryc. 3b).

figure-protocol-5
Równanie #5

Aktywność mięśni podczas poruszania się

Aktywność mięśni podczas chodu jest określana ilościowo za pomocą sygnałów EMG.

  1. Aby zebrać odpowiedzi EMG, sygnały EMG są filtrowane sprzętowo z częstotliwością 20-450 Hz, próbkowane z częstotliwością 1000 Hz, podczas synchronizacji z danymi przechwytywania ruchu.
  2. Off-line sygnały są filtrowane górnoprzepustowo przy 30 Hz w celu usunięcia artefaktu ruchu, prostowane w pełnej fali, a dolnoprzepustowe filtrowane przy 20 Hz przy użyciu rekurencyjnego Butterwortha 4 rzędu w celu utworzenia obwiedni liniowej. Wygładzone sygnały EMG są normalizowane do procentowego cyklu chodu i uśredniane między co najmniej 10 krokami przy szybkiej prędkości uzyskanej w dowolnym okresie przed lub po SSRI.
  3. Wartości normatywne aktywności mięśni są ustalane przy użyciu bazy danych zdrowych osób z grupy kontrolnej w celu ustalenia normatywnych godzin włączania i wyłączania. Poniższa tabela przedstawia normatywną aktywność 6 mięśni w całym cyklu chodu.
  4. Normatywne czasy włączenia i wyłączenia dla każdego mięśnia są nakładane na sygnały EMG zebrane od badanego. Obliczany jest zintegrowany obszar czasu włączenia i wyłączenia. Wskaźnik spastyczności (SI) oblicza się za pomocą równania 5 11. Reprezentatywne wyniki przedstawiono na rysunku 3c.

figure-protocol-6
Równanie #6

Zapisy metaboliczne podczas poruszania

się

Wydolność krążeniowo-oddechowa/metaboliczna jest oceniana za pomocą miar szczytowego poboru tlenu (szczyt VO2; mL/kg/min) podczas stopniowanych testów na bieżni przy użyciu przenośnego systemu metabolicznego K4b2 (Cosmed USA Inc., Chicago IL).

  1. Układ metaboliczny jest kalibrowany zgodnie z zaleceniami producenta i umieszczany na pacjencie.
  2. Podstawowe pomiary VO2 uzyskuje się w pozycji siedzącej przez co najmniej 2 minuty, a następnie ponownie w pozycji stojącej przez co najmniej 2 minuty. Wewnętrzny znacznik kontrolowany przez użytkownika w układzie metabolicznym służy do synchronizacji zdarzeń.
  3. Podczas chodzenia na bieżni VO2 jest zbierane za pomocą ręcznych ocen dostarczonych przez eksperymentatora ze wzrostem prędkości (co 2 min).
  4. Po teście na bieżni dane są pobierane na komputer osobisty w celu dalszej analizy.
  5. Dane VO2 są analizowane poprzez uśrednienie ostatniej minuty każdej 2-minutowej epoki prędkości i wykreślane dla każdej prędkości (rysunek 3d).

figure-protocol-7
Rysunek 1. Po doustnym podaniu SSRI osobie z niepełnym motorycznym zalaczem rdzenia kręgowego występują znaczące zmiany w klinicznych pomiarach aktywności motorycznej. Obie miary mimowolnej aktywności odruchowej, mAsh (A) i SCATS (B) wzrosły w różnym stopniu, co sugeruje, że dwie skale kliniczne mogą uchwycić inny aspekt zwiększonej aktywności mimowolnej. (C) Dodatkowo, po podaniu SSRI obserwuje się klinicznie wykrywalne zmiany siły wolicjonalnej.

figure-protocol-8
Rysunek 2. Po doustnym podaniu SSRI osobie z niepełnym zatorem rdzenia kręgowego występuje zauważalna zmiana w ilościowych statycznych pomiarach aktywności motorycznej. (A) Zwiększony i wydłużony moment zgięcia podeszwowego kostki i EMG obserwuje się w odpowiedzi na powtarzające się rozciąganie zginaczy podeszwowych po podaniu SSRI. Po podaniu SSRI obserwuje się zwiększony izometryczny moment obrotowy. Co ciekawe, po podaniu SSRI występuje mniejszy deficyt aktywacji (większy CAR), co wskazuje, że dana osoba jest w stanie w pełni aktywować mięśnie podczas maksymalnego skurczu wolicjonalnego po podaniu SSRI.

figure-protocol-9
Rysunek 3. Po doustnym podaniu SSRI osobie z niepełnym motorycznym SCI występują zmiany w ilościowych dynamicznych pomiarach aktywności motorycznej. Analizy zmienności kinematyki stawu biodrowego i kolanowego (A) podczas poruszania się z użyciem ACC (B) ujawniają, że po zastosowaniu leków z grupy SSRI obserwuje się zwiększoną spójność, zarówno przed, jak i po pomiarach wynosi 0,7 m/s. (C) Analiza aktywności EMG kończyn dolnych podczas poruszania się ujawnia wzrost niewłaściwego czasu aktywności mięśni po lekach z grupy SSRI, zarówno przed, jak i po pomiarach wynosi 0,7 m/s. (D) Analiza parametrów metabolicznych podczas chodzenia ujawnia niewielki wzrost spożycia O2 podczas stopniowanego testu na bieżni po podaniu SSRI.

ocena  (Punktacja porządkowa) Kryteria 0 (0) brak wzrostu napięcia mięśniowego 1 (1) nieznaczny wzrost napięcia mięśniowego, objawiający się złapaniem i zwolnieniem lub minimalnym oporem na końcu zakresu ruchu, gdy dotknięte części są poruszane w zgięciu lub wyprostu 1+ (2) nieznaczny wzrost napięcia mięśniowego, objawiający się złapaniem, po którym następuje minimalny opór przez pozostałą część (mniej niż połowę) ROM cyfra arabska (3) bardziej wyraźny wzrost napięcia mięśniowego przez większość ROM, ale dotknięte części łatwo się poruszały 3 (4) znaczny wzrost napięcia mięśniowego, utrudniony ruch bierny 4 (5) dotknięte części, sztywne przy zgięciu lub wyprostu

Tabela 1: Punktacja mAsh, zmodyfikowana z 12

Stopień Kryteria Zginaczy Prostowników Klonus 0 Brak reakcji Brak reakcji Brak reakcji 1 mniej niż 10° przesunięcia zgięcia w kolanie i biodrze lub wyprostu dużego palca u nogi aktywność jest utrzymywana krócej niż 3 sekundy Klonus utrzymuje się krócej niż 3 sekundy cyfra arabska 10° do 30° zgięcia w kolanie i biodrze Aktywność utrzymuje się od 3 do 10 sekund Klonus utrzymuje się od 3 do 10 sekund 3 30° lub więcej zgięcia kolana i biodra Aktywność utrzymuje się dłużej niż 10 sekund Clonus utrzymuje się dłużej niż 10 sekund

Tabela 2: Punktacja SCATS, zmodyfikowana z 13

ocena Kryteria 0 Nie stwierdzono widocznego ani wyczuwalnego skurczu mięśni 1 Odnotowuje się każdy widoczny lub wyczuwalny mięsień cyfra arabska Mięsień jest w stanie poruszyć się, przynajmniej raz, częścią kończyny, do której jest wprowadzany w pełnym zakresie ruchu w pozycji, w której grawitacja jest eliminowana 3 Mięsień jest w stanie poruszyć się, przynajmniej raz, tą częścią kończyny, do której jest wprowadzany, w pełnym zakresie ruchu w pozycji, w której grawitacja musi zostać pokonana 4 Mięsień jest w stanie pełnić funkcję opisaną dla stopnia 3 i jest w stanie stawić pewien opór przed wysiłkami egzaminatora 5 Mięsień jest w stanie wywrzeć, w ocenie egzaminatora, normalny opór wobec wysiłków egzaminatora

Tabela 3: Punktacja LEMS

Mięsień Procent cyklu chodu   na od Rf 0-30 oraz 55-75 30-55 oraz 75-100 Vl 0-30 oraz 55-75 oraz 95-100 30-55 oraz 75-95 Mh 0-25 oraz 65-100 25-65 LAT Mg 5-55 Rozdział 0-5 oraz 55-100 sol 5-55 Rozdział 0-5 oraz 55-100 dziękuję 0-15 15-100

Tabela 4: Normatywne czasy włączania i wyłączania mięśni LE podczas chodu

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta demonstracja wideo przedstawia metody oceny zmian w aktywności odruchowej, sile woli i poruszaniu się po ostrym doustnym podaniu SSRI w ludzkim SCI. Ta bateria ocen pokazuje, że pomimo wzrostu tak zwanej nieprawidłowej aktywności odruchowej po ostrym doustnym podaniu SSRI, osoba z SCI wykazała poprawę siły wolicjonalnej, z niewielkimi zmianami w zdolnościach lokomotorycznych. U tych osób efekty zwiększonej spastyczności nie wydają się szkodliwe dla funkcji ambulatoryjnych. Ponadto poprawa zdolności chodzenia może być bardziej wyraźna u osób z ostrymi zmianami chorobowymi. Kontynuowane badania wykorzystują te podobne oceny ilościowe i kliniczne w celu określenia skuteczności połączonych SSRI i intensywnych interwencji fizycznych, jakie zastosowano w zwierzęcych modelach SCI. Dzięki solidnym ramom teoretycznym opartym na długotrwałych i stosunkowo nowych badaniach z zakresu nauk podstawowych, metody te mogą pomóc w przetłumaczeniu takich informacji na populację kliniczną i mogą stanowić wyzwanie dla niektórych tradycyjnych protokołów stosowanych w praktyce klinicznej w celu przyspieszenia powrotu do sprawności u osób z SCI.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

NIH R21NS42516 do TGH
Craig H Nielsen Foundation Grant 83860 dla TGH
NIDRR-RRTC.

Stypendium doktoranckie APTA dla CKT

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Dynamometr izokinetycznyBiodexSystem 3 z zestawem
System EMGDelysisBagnoli 2.1
System EMGNoraxonMayosystem 1400a
MetabolicConMedK4B2
Czujnik obciążeniowyATITheta
Force BieżniaBertek PharmaceuticalsFIT
Przechwytywanie ruchuMotion Analysis Corp.Orzeł 3
narzędzi rehabilitacyjnych

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Miller, J. F., Paul, K. D., Rymer, W. Z., Heckman, C. J. 5-HT1B/1D agonist CGS-12066B attenuates clasp knife reflex in the cat. J Neurophysiol. 74, 453-456 (1995).
  2. Gimenez y Ribotta, M. Kinematic analysis of recovered locomotor movements of the hindlimbs in paraplegic rats transplanted with monoaminergic embryonic neurons. Ann N Y Acad Sci. 860, 521-523 (1998).
  3. Landry, E. S., Guertin, P. A. Differential effects of 5-HT1 and 5-HT2 receptor agonists on hindlimb movements in paraplegic mice. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 28, 1053-1060 (2004).
  4. Liu, J., Jordan, L. M. Stimulation of the parapyramidal region of the neonatal rat brain stem produces locomotor-like activity involving spinal 5-HT7 and 5-HT2A receptors. J Neurophysiol. 94, 1392-1404 (2005).
  5. Fong, A. J. Spinal cord-transected mice learn to step in response to quipazine treatment and robotic training. J Neurosci. 25, 11738-11747 (2005).
  6. Murray, K., Nakae, A., Stephens, M. J., Rank, M., D Amico, J., Harvey, P., Li, X., Harris, L., Ballou, E. W., Anelli, R., Heckman, C. J., Mashimo, T., Vavrek, R., Sanelli, L., Gorassini, M. A., Bennett, D. J., Fouad, K. Recovery of motoneuron and locomotor function after chronic spinal cord injury depends on constitutive activity in 5-HT2C receptors. Nature Medicine. , Forthcoming (2010).
  7. Pariente, J. Fluoxetine modulates motor performance and cerebral activation of patients recovering from stroke. Ann Neurol. 50, 718-729 (2001).
  8. Hornby, T. G., Lewek, M. D., Thompson, C. K., Heitz, R. Repeated maximal volitional effort contractions in human spinal cord injury: initial torque increases and reduced fatigue. Neurorehabil Neural Repair. 23, 928-938 (2009).
  9. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription. , 6th edn, Lippincott, Williams & Wilkins. (2000).
  10. Lewek, M. D. Allowing intralimb kinematic variability during locomotor training poststroke improves kinematic consistency: a subgroup analysis from a randomized clinical trial. Phys Ther. 89, 829-839 (2009).
  11. Fung, J., Barbeau, H. A dynamic EMG profile index to quantify muscular activation disorder in spastic paretic gait. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 73, 233-244 (1989).
  12. Bohannon, R. W., Smith, M. B. Interrater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity. Phys Ther. 67, 206-207 (1987).
  13. Benz, E., TG, H. ornby, RK, B. ode, Scheidt, R. A., Schmit, B. D. A physiologically based clinical measure for spastic reflexes in spinal cord injury. Arch Phys Med Rehabil. 86, 52-59 (2005).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Spinal Cord InjuryMotor Function AssessmentSerotonergic MedicationsVolitional Strength TestingReflex Excitability MeasurementTreadmill Ambulation AnalysisIsokinetic DynamometryElectromyographyModified Ashworth ScaleCentral Activation Ratio

Related Articles