Количественная оценка вклада рук и ног во время повторяющихся упражнений с электроприводом из положения сидя в положение стоя у параплегиков: пилотное исследование

Этот протокол демонстрирует соответствующие рекомендации, объясняя основные части и то, как они выполняются при проведении эксперимента из сидячего положения в стоячее с помощью поддержки рук и функциональной электрической стимуляции. Этот метод помогает справиться со сложностью, связанной с несколькими настройками, включая оснащение стоячей рамы, функциональную электрическую стимуляцию и механомиографию. Этот метод может быть применим и к другим группам населения, которым требуется переход из положения сидя в положение стоя с помощью рук.

Демонстрацией процедуры будет Хайрул, помощник по настройке MMG и FES. Адли, ассистент в установке Викона, и Мусфира, кандидат наук под руководством доктора Нур Азах Хамзаид. Начните эксперимент с пересадкой из сидячего положения в стоячее, расставив стул и стоячую раму.

Для этого спроектируйте кресло без подлокотников высотой 45 сантиметров без спинки в соответствии с размерами силовой пластины 1, встроенной в пол лаборатории анализа движения. Затем оснастите каждую ножку SF в нижней части независимым датчиком силы с диапазоном чувствительности от 0 до 12 килограммов. Расположите портативный и складной SF перед стулом на расстоянии вытянутой руки и расположите четыре ножки SF за пределами силовой пластины 2, чтобы избежать двойных измерений.

Для настройки анализа движения введите в систему сведения об участнике, такие как длина ноги, ширина лодыжки и ширина колена. Затем поместите 16 светоотражающих маркеров на нижние конечности участника с помощью двустороннего скотча непосредственно на двустороннюю, переднюю и заднюю части верхней подвздошной кости. Приложите маркер к боковой поверхности двустороннего бедра и голени, а также по боковым левым и правым лодыжкам.

Затем разместите маркеры слева и справа от головки второй плюсневой кости, а также на пяточной кости на той же высоте, что и головка второй плюсневой кости. Когда закончите, попросите участника сесть босиком, согнув колени под углом 90 градусов и поставив обе ноги на силовую пластину 2. Убедитесь, что голова и туловище участника обращены вперед, когда вы сидите прямо.

После того, как руки участника положены на ручку SF, определите прямую мышцу бедра, пальпируя среднюю и объемную область бедра, затем поместите по одному датчику механомиографии или MMG на каждую ногу в область бедра прямой мышцы бедра с обеих сторон, чтобы измерить усилия мышц ног при переходе из сидячего положения в положение стоя и положения стоя в положении сидя. Закрепите датчики двусторонним скотчем и закрепите датчики вокруг бедра, чтобы уменьшить артефакты движения, прежде чем подключаться к устройству MMG и компьютеру. В первый день выполните произвольное упражнение из сидячего положения в стоячее, включив все настройки для записи выбранных параметров.

По окончании обратного отсчета пяти секунд, отсчитываемого электронным таймером, попросите участника встать из неподвижного положения сидя в течение трех секунд, прежде чем снова сесть на стул. После пятисекундного отдыха продолжайте выполнять упражнения из сидячего положения в стоячее, пока участник больше не сможет выполнять одно и то же упражнение. Когда закончите, отключите все записанные данные.

Сделайте пятиминутный перерыв, прежде чем переходить к следующему подходу упражнения из сидячего положения в стоячее, чтобы обеспечить восстановление мышц между подходами. После окончания испытания дайте участнику отдохнуть не менее 48 часов. На второй день поместите функциональные электроды электростимуляции на четырехглавую мышцу и большую ягодичную мышцу, чтобы выполнить упражнение FES из сидячего положения в стоячее.

Для четырехглавой мышцы расположите первый электрод горизонтально примерно на две ширины пальцев выше колена, а второй электрод горизонтально примерно на ширине ладони ниже тазобедренного сустава. Для большой ягодичной мышцы попросите участника наклониться вперед, чтобы разместить первый электрод вертикально, ближе всего к бедренной кости, и прикрепить второй электрод вертикально, ближе всего к копчику, рядом с первым электродом. Когда электроды будут на месте, прикрепите все электроды FES к устройству FES и подключите их к программному обеспечению FES в компьютере.

Настройте программное обеспечение FES, выбрав длительность импульса 300 и частоту 35 герц. Чтобы определить интенсивность тока FES, поинтересуйтесь, может ли участник переносить ток для достижения разгибания колена и бедра. Определите амплитуду тока FES с помощью нескольких методик перед началом фактического испытания.

Затем начните эксперимент, как описано выше, включив FES, когда участник встает, и выключив FES, чтобы позволить участнику снова сесть на стул. Повторите испытание в нескольких сериях и соберите данные. Во время выполнения упражнения из сидячего положения в стоячее в обоих сеансах процент рук участника 1 показал более высокий вклад в общий процент массы тела по сравнению с процентом его ног.

У участника 1 электростимуляция не могла обеспечить полное разгибание правого колена во время конечной фазы перехода из положения сидя в стойку. Угол правого колена не достигал нормального диапазона разгибания колена. Напротив, участница 2 прилагала больше усилий к ногам, чтобы выдержать весь вес тела, с более высоким процентом ног во время конечной фазы произвольного перехода из сидячего положения в стоячее.

Кроме того, во время заключительного сета произвольного перехода из сидячего положения в стоячее, участник 2 продемонстрировал меньший угол наклона колена на ранней стадии движения. Во время упражнения B, когда начиналось поднятие ягодиц вверх, было замечено, что участник 1 увеличил силу рук, чтобы поднять верхнюю часть тела со стула. Между тем, у участника 2 максимальный вклад рук был обнаружен во время упражнения B, для упражнения с использованием FES из сидячего положения в стоячее.

Каждый шаг в этой процедуре важен и должен выполняться в соответствии с указаниями. Однако необходимо отметить, что может быть гибкость, особенно в исходной позе участника. Качественная обратная связь может быть добавлена для того, чтобы измерить мнения и взгляды относительно режима сидения и стояния, стабильности и усталости с точки зрения участника.

Добавив этот метод, исследователи смогут лучше понять поведение техники «сидя-стоя» с достигнутыми количественными результатами.