Парадигмы нижней конечности электрическая стимуляция обучения после травмы спинного мозга

Общая цель этого реабилитационного вмешательства состоит в том, чтобы подчеркнуть различные варианты использования поверхностной нервно-мышечной электростимуляции, тренировки сопротивления и функциональной электростимуляции велосипеда нижних конечностей, в качестве стратегий для улучшения некоторых связанных со здоровьем последствий травмы спинного мозга. Таким образом, этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области реабилитации, о том, как эффективно разработать протоколы электростимуляции для людей с травмой спинного мозга. Преимущество этих методов заключается в максимизации кардиометаболических преимуществ и увеличении мышечной массы после травмы спинного мозга.

Мы хотели бы изучить этот исследовательский вопрос, чтобы улучшить протоколы реабилитации, доступные для людей с травмой спинного мозга. Если человек с травмой спинного мозга, который является новичком в этом методе, может испытывать трудности из-за боли, которую он может испытывать в начале тренировки. Тем не менее, эти пациенты, скорее всего, будут иметь неповрежденные ощущения, и по мере того, как они развивают тренировки и продвигаются в своих тренировках, они, вероятно, привыкнут к программе и станут более терпимыми к протоколу электростимуляции.

Демонстрирует протокол нервно-мышечной электростимуляции Рефка Халил. Она является координатором исследований в нашей лаборатории. Езду на велосипеде FAS для тренировки нижних конечностей демонстрируют Роберт Лестер и Салли Абилмона.

Оба они являются научными сотрудниками в нашей лаборатории. Для начала измерьте артериальное давление и частоту сердечных сокращений участника в состоянии покоя. Когда участник сядет в инвалидную коляску, попросите его снять обувь.

Расположите подушку позади икры участника, чтобы поддерживать ноги во время сгибания колена. Затем закрепите грузы на лодыжках участника. Расположите дистальный электрод примерно на расстоянии 1/3 расстояния между коленной чашечкой и паховой складкой.

Затем расположите проксимальный электрод над латеральной мышцей, латерально и прилегающей к паховой складке. Расположите проксимальный электрод в продольном направлении и параллельно срединному доступу тазобедренных и коленных суставов. Установите частоту портативного стимулятора равной 30 герц, с шириной двухфазного прямоугольного импульса 450 микросекунд и межимпульсным интервалом 50 микросекунд.

Затем подсоедините кабели стимулятора к каждому электроду. Начните с правой ноги, и постепенно увеличивайте ток до тех пор, пока не будет наблюдаться видимое напряжение в группе мышц-разгибателей колена. Медленно наращивайте ток до полного разгибания колена.

Удерживайте колено в таком положении в течение трех-пяти секунд, чтобы добиться максимального напряжения в двигательных узлах. Затем постепенно уменьшайте ток, пока он не станет ниже 50% от тока, необходимого для выдвижения ноги, и верните ногу в исходное положение. Запишите текущую амплитуду, необходимую для достижения полного разгибания ноги.

Выполните тренировочный протокол, состоящий из четырех подходов по 10 повторений на каждую ногу, чередуя правую и левую ноги. Если участник не может достичь полного разгибания колена, запишите процентный диапазон движений и позвольте ему сделать больше времени между повторениями. Во-первых, измерьте артериальное давление и частоту сердечных сокращений участника в состоянии покоя.

Затем расположите участника, сидящего в его личном инвалидном кресле, перед эргометрическим велосипедом FES. Добавьте сюда дистальный электрод разгибателей колена к коже над vastus medialis, примерно на 1/3 расстояния между коленной чашечкой и паховой складкой. Затем расположите проксимальный электрод над латеральной мышцей широкой мышцы латерально и рядом с паховой складкой.

Приложите дистальный электрод для сгибателей колена к коже на два-три сантиметра выше подколенной ямки, и наложите эластичную повязку для закрепления его положения. Затем расположите проксимальный электрод на 20 сантиметров выше подколенной ямки. Далее проинструктируйте участника наклониться вперед в направлении эргометра.

Приклейте два электрода параллельно и на основную часть мышечного живота большой ягодичной мышцы. Осмотрите переднюю и заднюю части эргометра, чтобы убедиться, что участник находится в правильном положении, и подключите электроды к стимулятору. Затем убедитесь, что инвалидная коляска участника заблокирована, и закрепите ноги участника на педалях эргометра.

Далее пассивно двигайте ногами участника, чтобы наблюдать за их движением в эргометре. Отрегулируйте высоту велосипеда, если ноги участника сжаты или чрезмерно вытянуты. Используйте два крючка, расположенных в основании эргометра, чтобы закрепить инвалидную коляску к эргометру.

Затем поместите два деревянных бруска под колеса инвалидной коляски, чтобы предотвратить движение во время езды на велосипеде. На стимуляторе установите подходящую частоту стимуляции для каждой группы мышц. Затем выберите подходящие параметры циклической и интервальной тренировки.

Пока участник завершает тренировку, измеряйте его артериальное давление каждые две-пять минут. Наконец, записывайте частоту сердечных сокращений, скорость, силу, расстояние, сопротивление и процент стимуляции участника каждые 30 секунд, пока тренировка не будет завершена. Как показано в этой таблице, результаты показывают, что при использовании FES-LEC наблюдается увеличение процента стимуляции тока для компенсации увеличения сопротивления маховика в течение 12 недель обучения.

Сопротивление увеличивалось с 1,0 до 4,5 ньютон метров на первом этапе, от 1,6 до 5,5 ньютон метров на втором этапе и от 2,1 до 5,5 ньютон метров на третьем этапе. Наконец, выходная мощность увеличилась в два-четыре раза на каждой из трех ступеней между первой и 12-й неделями. Мощность увеличивалась с 4 до 12 Вт на первом этапе, с 5,4 до 11,24 Вт на втором этапе и с 2,6 до 11 Вт на третьем этапе.

Применение этих методов распространяется на терапию и реабилитацию человека, получившего травму спинного мозга из-за драматической атрофии мышц, которую он испытал, что привело к значительным последствиям, связанным со здоровьем после травмы спинного мозга. Этот метод имеет важное значение и может дать представление о том, как применять электрическую стимуляцию в других клинических популяциях, а не только при травмах спинного мозга с неврологическими расстройствами. Его также можно применять к другим системам, таким как мышцы верхних конечностей, брюшного пресса и туловища.