För att bedöma effekterna av akut oral administrering av SSRI (10 mg escitalopram oxalat, Lexapro, Skog Pharmaceuticals, Inc.) på motorisk aktivitet hos personer med motor ofullständiga SCI, en dubbel-blind, randomiserad är placebokontrollerad crossover designen anställda. Som en del av inklusionskriterierna kommer ämnen som måste genomgå en 14 dagars wash out-period för alla anti-depressiva läkemedel, anti-spastisk mediciner och andra läkemedel med kända interaktioner med SSRI. Två timmar krävs för varje av de experimentella protokoll, som består av kliniska, kvantitativa statiska och kvantitativa dynamiska bedömningar. En 4,5 timmes fördröjning ges efter medicinering (tid till maximal plasmakoncentration) 7. Ämnena testas efter medicinering med ett identiskt experimentell inställning och paradigm användes under premedicinering testning. Efter före och efter-testning av den första medicinen (SSRI eller placebo), minst 7 dagar skiljer de två testmetoder (halveringstid av agenter är cirka 27 timmar). Del 1: kliniska bedömningar Modifierad Ashworth Spasticitet i quadriceps och hamstring muskelgrupper är kvantifieras med hjälp av Modifierad Ashworth Skala (mäsk). Den enskilde placeras liggande på vadderade matta. Spastisk reflexer ligger på en 0-4 skala består av heltal utöver ett 1 + "klass. Kriterierna för gradering är baserat på tabellen nedan (tabell 1). För att bedöma quadriceps spasticitet, är det patientens ben tog bort av mattan och fullt förlängas med stöd under låret och ankeln, med kontralaterala längre ben. En sträcka ges till quadriceps genom att ge snabb passiv flexion över knäleden. Svaret på sträckan är kvantifieras i enlighet med nedanstående skala. För att bedöma hamstring spasticitet, är det patientens ben tog bort av mattan och fullt spände av stöd under låret och ankeln, med kontralaterala benet förlängas. En sträcka ges till hamstrings genom att ge snabb passiv förlängning om knäleden. Svaret på sträckan är kvantifieras i enlighet med nedanstående skala. Raw poäng omvandlas till en ordinalskala och summeras bilateralt för att få en sammansatt poäng. Ryggmärgen utvärderingsverktyg för spastiska reflexer Storleken eller varaktigheten av böj spasmer, extensor spasmer, och kronisk kramp är kvantifieras med hjälp av Spinal Tool Cord Bedömning för spastiska reflexer (SCATS) Den enskilde placeras liggande på vadderade matta. Spastisk reflexer ligger på en 0-3 skala med hjälp av hela tal. Kriterierna för gradering är baserade på tabellen nedan (tabell 2). För att bedöma flexor spasmer, är båda benen helt utdragen med patientens skor bort och strumpor. Ett nålstick söks 1 sekund för att den mediala bågen i ämnet fot. Omfattningen av rörelse stortå, knä och höft kvantifieras i enlighet med nedanstående skala. För att bedöma extensor spasmer, är benet stöds i 90 ° av höftböjning och 110 ° knä flexion, med kontralaterala benet förlängas. Från denna position benet är kraftigt utökad och lagt till vila på mattan. Varaktigheten av synliga quadriceps aktivitet, noterades av överlägsen patella förskjutning, kvantifieras i enlighet med nedanstående skala. För att bedöma kronisk kramp är underbenet lyfts något från mattan och fotledens placeras i neutral till lätt plantarflexion, med kontralaterala benet förlängas. En sträcka på plantarflexors levereras via rask passiv dorsalflexion av fotleden. Längden på kloniska spricker kvantifieras i enlighet med nedanstående skala. Poäng summeras inom och mellan benen för att få en sammansatt poäng. Nedre extremiteterna motor score Möjligheten för en individ att volitionally kontrakt musklerna i enlighet med myotomes bedöms med ASIEN lägre poäng Extremitet Motor (blem). Den enskilde placeras liggande på vadderade matta. Styrka är graderas på en 0-5 skala med hjälp av hela tal. Kriterierna för gradering är baserade på tabellen nedan (tabell 3). Den höftböjarmuskelaturen (L2 myotome) bedöms genom att låta patienten försöka flex höften från ryggläge och manuell motståndet är ges vid behov. Om patienten inte till fullo röra sig mot gravitationen, är hip externt roteras för att lindra effekterna av gravitation och höftböjning man försöker igen. Den knäextensorerna (L3 myotome) bedöms genom att patienten försök att förlänga knä från en flex läge, vrida om examinatorer underarmen, och manuellt motstånd finns vid behov. Om patienten inte till fullo röra sig mot gravitationen är höften roteras externt för att minska effekter tyngdpunkt och knä anknytning är försök igen. Ankeln dorsiflexors (L4 myotome) bedöms genom att låta patienten försöka dorsiflex vristen med benet förlängas, manuell motstånd ges vid behov. Om patienten inte till fullo flytta vristen mot tyngdkraften, är den hip externt roteras för att lindra effekterna av gravitation och fotled dorsalflexion är försök igen. Stortån extensorer (L5 myotome) bedöms genom att patienten försök att utvidga stortån med benet förlängas och fotled plantarflexed, manuell motståndet är ges vid behov. Om patienten inte till fullo flytta tå mot tyngdkraften, är den hip externt roteras för att lindra effekterna av gravitation och stortån anknytning är försök igen. Ankeln plantarflexiors (S1 myotome) bedöms genom att låta patienten försöka plantarflex med benet förlängs med manuell motstånd finns vid behov. Om patienten inte kan röra fotled igenom hela sortimentet med motstånd, är höft och knä böjd att placera plantar yta av foten på mattan och patienten uppmanas att stiga upp på tå. Om patienten inte till fullo stiga upp på tå, är hip externt roteras för att lindra effekterna av gravitation och fotled plantarflexion är försök igen. Nedre extremitet motor score beräknas genom att lägga resultaten för varje muskelgrupp bilateralt. Del 2: Kvantitativa statiska bedömningar Velocity beroende stretch reflex Använda isokinetisk dynamometrar utöver elektromyografi (EMG) kan en exakt sträcka skall tillämpas och en kvantitativ svar kan bedömas. Individen är bekvämt placerad i testapparater (Biodex System 3, Shirley, New York) Surface EMGs tillämpas på soleus och mediala gastrocnemius. Ben är fäst fotplattan kopplad till en 6 grad av frihet lastcell (ATX Industriell Automation, Apex, NC) och fotleden axeln är anpassad till mitten av lastcell. Med patienten avslappnad, enstaka eller flera sträckor i dorsalflexion (DF) och plantarflexion (PF) tillämpas vid olika varvtal, inklusive 5, 30, 60 och 120 ° / sek Att kvantifiera vridmoment svar är vridmoment signaler filtreras vid 200Hz, insamlade under 1000 Hz och synkroniseras med EMG-data. Passiva och gravitationella vridmoment erhålls från den långsamma sträcka störningar (5 ° / sek) och subtraheras från den snabba sträckor för att beräkna reflex svar. Sträcker segmenteras för varje DF och PF utflykt, lägsta och högsta vridmoment identifieras, och det maximala vridmomentet definieras som skillnaden i värden. Att kvantifiera EMG svar, är EMG signaler filtreras vid 20-450Hz, insamlade under 1000 Hz, synkroniserad med vridmoment data. Signalen likriktas och slätas vid 10 Hz lågpassfilter med en 4: e ordningen rekursiv Butterworth-filter, och området för utjämnade signalen beräknas för agonist och antagonist för alla utflykter. För störningar är EMG ofta närvarande efter avslutad rörelse under den sista att hålla positionen. Integrerad EMG ytan beräknas från och med början av den sista gemensamma rotationen sträcker sig i lastrummet fas för upp till 3 sekunder. Isometrisk styrka Exakt kvantifiering av viljemässiga styrka kan erhållas med hjälp av en isokinetisk dynamometer. Individen är bekvämt sittande i provning. Surface EMGs fästs till 6 stora muskelgrupper i varje ben, inklusive Rectus femoris, mediala hamsting, vastus lateralis, tibialis anterior, soleus och mediala gastrocnemius (Delsys 2,1, Boston, MA). Ben är fäst fotplattan kopplad till en 6 grad av frihet lastcell och knäled axeln är anpassad till mitten av lastcell. Med patienten avslappnad, är patienten instrueras att generera maximal kraft. För att säkerställa maximal viljemässiga kraft produktion, är kraftig verbal uppmuntran ges till patienten av praktiker. När momentet börjar sjunka, är super maximal stimulans som levereras till agonist (10 pulser, 600 ìs varaktighet, 100 Hz, 135 V, S48 Grass, West Warwick, RI) genom 3 "x 5" självhäftande, gelplattan stimulerande elektroder (ConMed Corp, Utica, NY). Vridmoment och EMG samlas och betingade som i hastigheten beroende sträckan (steg 2). Offline För att kvantifiera maximalt vridmoment svar är maximalt vridmoment på den utjämnade signalen hittats. Maximalt vridmoment definieras som det genomsnittliga vridmomentet producerade ± 50ms av topp vridmoment. Att kvantifiera EMG svar, är maximal EMG beräknas som den genomsnittliga signal närvarande 0 till 100 ms före till topp vridmoment. Att kvantifiera underskott i viljemässiga aktiveringen, är den centrala aktivering kvoten beräknas med Ekvation 1. I denna ekvation T frivilliga hänvisar till den frivilliga moment produkteruced 100 ms innan den elektriska stimuleringen och Telectrical hänvisar till toppen elektriskt framkallade vridmoment. 8 Ekvation # 1 Del 3: Kvantitativa dynamiska bedömningar Peak löpband hastighet Funktionell förflyttningar bedöms med hjälp av en graderad löpband test för att få löpband hastighet. Motivet är säkrad på löpbandet (Bertec, Columbus, OH) med hjälp av en overhead säkerhetssele som inte begränsar rörligheten och inte ger kroppsvikt stöd. En pulsmätare sitter. En reflekterande markör som appliceras med hjälp av den modifierade Cleveland Clinic mall (32 reflekterande markörer). Surface EMGs fästs till 6 stora muskelgrupper i varje ben, inklusive Rectus femoris, mediala hamsting, vastus lateralis, tibialis anterior, soleus och mediala gastrocnemious (Noraxon, Scottsdale, Arizona) Ämnet börjar gå på löpbandet på 0,1 m / s. Hastigheten är hastigheten ökat varje 2 minuter med 0,1 m / s. Testet avslutas under 3 villkor Viljemässiga trötthet Rörelser instabilitet I enlighet med American College of Sports Medicine (ACSM) riktlinjer 9 Betyg av upplevd ansträngning = 20 Puls inom 10 slag av förväntade maximala Andningsskydd utbytesrelation = 1,15 Maximal hastighet erhålls i minst 1 min, redovisas som topp löpband hastighet. Rörelser kinematik Under löpband gå flera kinematiska åtgärder inklusive uppnås maximala rörelseomfång, topp hastighet och variationer bedömas med hjälp av system för motion capture (Motion Analysis, Santa Rosa, CA). Konsekvent intralimb samordning mellan höft-och knäledsartros kvantifieras genom att beräkna den genomsnittliga koefficienten för korrespondens (ACC, 10). ACC använder en vektor kodning teknik för att analysera sagittal-planet höft och vinklar knät på en vinkel-vinkel komplott. Motion capture kameror är kalibrerade enligt tillverkarnas rekommendationer före varje användning. Under datainsamling, samplas data på 100 Hz från 6 kameror. Offline är motion capture data manuellt spåras för noggrannhet och en epok av minst 10 steg cyklar på fastade hastighet erhållits antingen före av post SSRI är isolerade för analys. Gångcykeln normaliseras till procent från hälisättning till hälisättning och interpolerade med en kubisk spline för både höft och vinklarna knäet. Höft knä vinkel-vinkel Tomten är konstruerad (Figur 3a). Den genomsnittliga cosinus och sinus av höft (x) och knä (y) normaliserad till vektor längd (l) respektive för varje bildruta till bildruta intervall räknat på alla stegen isoleras för analys (ekvation 1-2). Ekvation # 2 Ekvation # 3 Medelvärdet vektor för varje bildruta till bildruta intervall beräknas med den genomsnittliga frame-to-frame sinus och cosinus värdena i alla steg isolerad för analys (ekvation 3). Ekvation # 4 Den genomsnittliga vektor (a), representerar en kontinuerlig variation av förändringar i ram till ram intervall eller konsekvensen i intralimb samordning mellan höft-och knäledsartros över flera steg cykler (ekvation 4). När a = 1 cykeln är helt förenligt med värden mindre än 1 visar allt mindre intralimb samstämmigheten mellan stegen (Figur 3b). Ekvation # 5 Muskelaktivitet under förflyttningar Muskelaktivitet under gång är kvantifieras med hjälp av EMG-signaler. Att samla in EMG svar är EMG signaler hårdvara filtreras vid 20-450Hz, insamlade under 1000 Hz, medan synkroniserad med data motion capture. Off-line, signaler högpass filtreras vid 30Hz för att ta bort rörelse artefakt fullt våg likriktas och lågpass filtreras vid 20 Hz med en 4: e för rekursiva Butterworth att skapa en linjär kuvert. Jämnas EMG signaler är normaliserat till procent gång cykeln mellan minst 10 steg på fastande hastighet erhållits antingen före av post SSRI. Normativa värden för muskelaktiviteten är etablerade med hjälp av en databas med friska kontroller för att fastställa normativa om tider och av tider. Tabellen nedan visar den normativa aktivitet 6 musklerna i hela gångarten cyCLE. Normativa i tid och av gånger för varje muskel är överlagras på EMG signaler som samlas in från ämnet. Den integrerade område av i tid och off tid beräknas. Den spasticitet index (SI) beräknas genom Ekvation 5 11. Representativa resultat visas i figur 3c. Ekvation # 6 Metabola inspelningar under förflyttningar Kardiorespiratorisk / metabola kapaciteten bedöms med hjälp av åtgärder av topp syreupptagningsförmågan (VO2 peak; ml / kg / min) under graderas löpband tester med ett K4b2 bärbar metaboliska systemet (Cosmed USA Inc., Chicago IL). Metabola systemet kalibreras i enlighet med tillverkarnas rekommendationer och fästs på patienten. Baseline mätningar av VO2 erhålls i sittande ställning i minst 2 minuter och sedan igen i en stående position i minst 2 min. En intern användare kontrollerad prägel på det metabola systemet används för att synkronisera händelser. När hon gick på löpbandet i VO2 samlas med manuell märkning som föreskrivs av försöksledaren och med ökar i hastighet (alla 2 min). Efter löpband testet, data laddas ned till en persondator för vidare analys. VO2 data analyseras som genomsnittet av de sista minuten av varje 2 minuters hastighet epok och plottas för varje hastighet (figur 3d). Figur 1. Efter peroral administrering av SSRI hos en person med motor ofullständiga SCI finns det anmärkningsvärda förändringar i kliniska mått på motorisk aktivitet. Båda åtgärderna av ofrivillig reflex aktivitet, MASH (A) och SCATS (B) ökade i varierande grad, vilket tyder på de två kliniska skalor kan vara att fånga en annan aspekt av det ökade behovet av ofrivillig aktivitet. (C) Dessutom är kliniskt detekterbara förändringar i viljemässiga styrka observerats efter SSRI-administration. Figur 2. Efter peroral administrering av SSRI hos en person med motor ofullständiga SCI finns det anmärkningsvärda förändringar i kvantitativa statiska mått på motorisk aktivitet. (A)-förstärkt och förlängd fotled plantarflexion vridmoment och EMG observeras som svar på upprepade sträckor av plantarflexors efter SSRI-administration. Ökad isometriska moment ses efter SSRI-administration. Intressant, det är mindre aktivering underskott (större CAR) efter SSRI administrationen, vilket indikerar den enskilde har möjlighet att mer fullständigt aktivera sina muskler under en maximal viljemässiga kontraktion efter SSRI-administration. Figur 3. Efter peroral administrering av SSRI hos en person med motor ofullständiga SCI det finns förändringar i kvantitativa dynamiskt mått på motorisk aktivitet. Analyser av variationer i höft-och kinematik knä (A) under förflyttningar med hjälp av ACC (B) visar att det finns en ökad konsistens efter SSRI-preparat, både före och efter åtgärder på 0,7 m / s. (C) Analys nedre extremiteten EMG aktivitet under förflyttningar avslöjar en ökning av olämpligt val av tidpunkt muskelaktivitet efter SSRI-preparat, både före och efter åtgärder på 0,7 m / s. (D) Analys av metaboliska parametrar under förflyttningar visar en blygsam ökning av O2-förbrukningen under den sorterade löpbandet testet efter SSRI-administration. Grade (Ordningstal poäng) Kriterier 0 (0) ingen ökning av muskeltonus 1 (1) liten ökning i muskeltonus som manifesteras genom en catch and release eller minimalt motstånd i slutet av intervallet av rörelse när den berörda delen (s) flyttas med böjning eller förlängning 1 + (2) liten ökning i muskeltonus som manifesteras genom en hake, följt av minimalt motstånd under resten (mindre än hälften) av ROM 2 (3) mer markant ökning av muskeltonus genom större delen av skivan, men påverkad del (s) enkelt flyttas 3 (4) avsevärd ökning av muskeltonus, passiva rörelser svåra 4 (5) <tD> drabbade delen (er) rigid i flexion eller förlängning Tabell 1: mosa poäng, ändras från 12 Grade Kriterier Flexor Extensor KLON 0 ingen reaktion ingen reaktion ingen reaktion 1 mindre än 10 ° utflykt i flexion i knä och höft eller förlängning av stortån kan behållas mindre än 3 sekunder kronisk kramp underhålls mindre än 3 sekunder 2 10 ° till 30 ° flexion i knä och höft verksamheten kvarstår mellan 3 och 10 sekunder kronisk kramp kvarstår mellan 3 och 10 sekunder 3 30 ° eller större i knä och höft flexion verksamheten kvarstår i mer än 10 sekunder kronisk kramp kvarstår i mer än 10 sekunder Tabell 2: SCATS poäng, ändras från 13 Grade Kriterier 0 Inga synliga eller palpabla muskelkontraktion noteras 1 Synliga eller palpabla muskel noteras 2 Muskeln kan röra sig, åtminstone en gång, den del av extremitet som det förs in genom ett komplett utbud av rörelse i den position där gravitation elimineras 3 Muskeln kan röra sig, åtminstone en gång, den del av extremitet som det förs in genom ett komplett utbud av rörelse i den position där gravitation måste övervinnas 4 Muskeln kan fylla den funktion som beskrivs för grad 3 och kan ge ett visst motstånd mot de ansträngningar som examinator 5 Muskeln kan utöva i granskarna dom, en normal mängd motstånd mot granskarens arbete Tabell 3: blem poängsättning Muscle Procent av gångcykeln På Av RF 0-30 och 55-75 30-55 och 75-100 VL 0-30 och 55-75 och 95-100 30-55 och 75-95 MH 0-25 och 65-100 25-65 MG 5-55 0-5 och 55-100 SOL 5-55 0-5 och 55-100 TA 0-15 15-100 Tabell 4: Normativa på och av tider LE muskler under gång