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Behavior

रीढ़ की हड्डी में चोट के बाद निचले उग्रवाद विद्युत उत्तेजना प्रशिक्षण के मानदंड

Published: February 1, 2018 doi: 10.3791/57000

Summary

रीढ़ की हड्डी की चोट एक दर्दनाक चिकित्सा हालत है कि पुरानी माध्यमिक चयापचय विकारों के ऊपर उठाया जोखिम में परिणाम हो सकता है । यहां, हम एक सतह neuromuscular विद्युत उत्तेजना-कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना के साथ संयोजन के रूप में प्रतिरोध प्रशिक्षण का उपयोग कर प्रोटोकॉल प्रस्तुत-कम एक रणनीति इन चिकित्सा समस्याओं के कई उंनति के रूप में साइकिल चालन ।

Abstract

कंकाल की मांसपेशी शोष, वृद्धि हुई adiposity और कम शारीरिक गतिविधि रीढ़ की हड्डी की चोट (विज्ञान) के बाद मनाया महत्वपूर्ण परिवर्तन कर रहे हैं और कई cardiometabolic स्वास्थ्य परिणामों के साथ जुड़े रहे हैं । इन परिवर्तनों को पुरानी माध्यमिक शर्तों के विकास और विज्ञान के साथ व्यक्तियों में जीवन की गुणवत्ता को प्रभावित करने के जोखिम को बढ़ाने की संभावना है । सतह neuromuscular विद्युत उत्तेजना पैदा प्रतिरोध प्रशिक्षण (NMES-RT) एक रणनीति के रूप में विकसित किया गया था कंकाल की मांसपेशी शोष की प्रक्रिया क्षीणन, अस्थानिक adiposity कमी, इंसुलिन संवेदनशीलता में सुधार और mitochondrial क्षमता में वृद्धि. हालांकि, NMES-RT केवल एक एकल मांसपेशी समूह तक सीमित है । निचले अंगों के कई मांसपेशी समूहों को शामिल प्रशिक्षण के स्वास्थ्य लाभ को अधिकतम कर सकते हैं । कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना-लोअर उग्रवाद सायक्लिंग (FES-LEC) 6 मांसपेशी समूहों, जो अधिक से अधिक चयापचय और हृदय अनुकूलन आह्वान करने की संभावना है के सक्रियकरण के लिए अनुमति देता है । उत्तेजना मापदंडों का उचित ज्ञान विज्ञान के साथ व्यक्तियों में विद्युत उत्तेजना प्रशिक्षण के परिणामों को अधिकतम करने के लिए महत्वपूर्ण है । पुनर्वास के दौरान NMES-RT और FES-LEC के दीर्घकालिक उपयोग के लिए कार्यनीतियां अपनाना पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस प्रणाली, एक पूर्व नैदानिक परीक्षण के लिए अपेक्षित चोट के बाद चलने को बहाल करने के लिए लक्ष्य । वर्तमान पांडुलिपि NMES-RT से पहले FES-LEC का उपयोग कर एक संयुक्त प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है । हम परिकल्पना कि मांसपेशियों 12 सप्ताह के लिए साइकिल से पहले वातानुकूलित अधिक शक्ति, उच्च प्रतिरोध और विज्ञान के साथ व्यक्तियों में अधिक से अधिक अनुकूलन में परिणाम के खिलाफ चक्र पैदा करने में सक्षम हो जाएगा ।

Introduction

यह अनुमान है कि अमेरिका में लगभग २८२,००० व्यक्तियों वर्तमान में रीढ़ की हड्डी की चोट (विज्ञान)1के साथ रह रहे हैं । औसत पर, वहां मोटे तौर पर कर रहे है १७,००० नए मामलों सालाना, मुख्य रूप से मोटर वाहन दुर्घटनाओं की वजह से, हिंसा के कृत्यों, और खेल गतिविधियों1। विज्ञान के आंशिक या कुल रुकावट में तंत्रिका संचरण के परिणाम और चोट के स्तर के नीचे2, उप के लिए अग्रणी-क्षतिग्रस्त संवेदी और/ चोट के बाद, चोट के स्तर से नीचे कंकाल की मांसपेशी की गतिविधि बहुत कम है, दुबला द्रव्यमान और अस्थानिक वसा ऊतक, या इंट्रामस्क्युलर वसा (आईएमएफ) के सहवर्ती घुसपैठ में तेजी से गिरावट के लिए अग्रणी । अध्ययनों से पता चला है कि निचले उग्रवाद कंकाल मांसपेशी चोट के पहले कुछ हफ्तों के भीतर महत्वपूर्ण शोष अनुभव करता है, पहले साल के अंत में जारी3,4। जैसे ही 6 सप्ताह के बाद के रूप में चोट, पूर्ण विज्ञान के साथ व्यक्तियों के उप में एक 18-46% कमी का अनुभव-घावों की मांसपेशी आकार आयु और वजन के लिए तुलना में सक्षम शरीर नियंत्रण मिलान । 24 सप्ताह के बाद चोट, कंकाल की मांसपेशी पार-अनुभागीय क्षेत्र (CSA) के रूप में 30 से ५०%3के रूप में कम हो सकता है । कण्ठ और Dudley से पता चला कि कंकाल की मांसपेशी को मूल आकार ४.५ महीने के बाद चोट के ४३% से शोष जारी है और एक तीन बार अधूरा विज्ञान के साथ लोगों में आईएमएफ की अधिक से अधिक राशि के लिए सक्षम शरीर नियंत्रण की तुलना में उल्लेख किया4। बेसल चयापचय दर (BMR)2,6, जो कुल दैनिक ऊर्जा व्यय के ∼ 65-70% के लिए खातों में कमी में चयापचय सक्रिय दुबला जन परिणाम की हानि; BMR में इस तरह की कटौती एक हानिकारक ऊर्जा असंतुलन को जन्म दे सकती है और चोट के बाद adiposity में2,7,8,9,10,18की वृद्धि होती है । बढ़ adiposity उच्च रक्तचाप सहित पुरानी माध्यमिक शर्तों के विकास के लिए जोड़ा गया है, प्रकार द्वितीय मधुमेह (T2DM) और हृदय रोग2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18. इसके अलावा, विज्ञान के साथ व्यक्तियों के एक उच्च वसा वाले आहार पर कुपोषण और निर्भरता से पीड़ित हो सकता है । आहार वसा का सेवन करने के लिए विज्ञान के साथ व्यक्तियों में वसा द्रव्यमान का 29 ३४% के लिए खाते में हो सकता है, जो की संभावना है एक कारक बढ़ती adiposity और विज्ञान की आबादी के भीतर मोटापे के बढ़ते प्रसार समझा12,13.

Neuromuscular विद्युत उत्तेजना पैदा प्रतिरोध प्रशिक्षण (NMES-RT) झोले के कंकाल मांसपेशियों की अतिवृद्धि प्रेरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था19,20,21,22,23, 24. दो बार के बारह सप्ताह के बाद साप्ताहिक NMES-आरटी, पूरे जांघ के कंकाल की मांसपेशी CSA, घुटने प्रसारक और घुटने फ्लेक्स मांसपेशी समूहों में वृद्धि हुई 28%, ३५% और 16%, क्रमशः22। Dudley एट अल. पता चला है कि 8 सप्ताह दो बार-NMES-RT के साप्ताहिक छह सप्ताह के बाद चोट19पर मूल आकार के ७५% के लिए घुटने प्रसारक मांसपेशी आकार बहाल । इसके अलावा, Mahoney एट अल। एक ही प्रोटोकॉल का उपयोग किया और एक ३५% और सही में ३९% वृद्धि नोट और बाएं rectus femoris मांसपेशियों NMES के 12 सप्ताह के बाद20

कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना-निचले उग्रवाद सायक्लिंग (FES-LEC) एक आम पुनर्वास तकनीक विज्ञान25,26के बाद कम उग्रवाद मांसपेशी समूहों व्यायाम करने के लिए प्रयोग किया जाता है । के विपरीत NMES-RT, FES-LEC 6 मांसपेशी समूहों की उत्तेजना पर निर्भर करता है, जो cardiometabolic प्रोफ़ाइल में वृद्धि हुई अतिवृद्धि और सुधार में परिणाम हो सकता है10,25,26,27, 28. Dolbow एट अल. पाया गया कि कुल शरीर दुबला द्रव्यमान १८.५% की वृद्धि हुई FES के ५६ महीने के बाद-LEC विज्ञान के साथ एक व्यक्ति में27। तीन बार के बारह महीने के बाद-साप्ताहिक FES-LEC, paraplegia के साथ एक ६० वर्षीय महिला कुल शरीर दुबला द्रव्यमान में एक ७.७% वृद्धि और पैर दुबला जन में एक ४.१% वृद्धि का अनुभव28। कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना का नियमित उपयोग (FES) विज्ञान के बाद cardiometabolic शर्तों के जोखिम कारकों में सुधार के साथ जुड़ा हुआ है10,25,26

विद्युत उत्तेजना प्रशिक्षण के लिए आदर्श उंमीदवारों या तो मोटर पूर्ण या अपूर्ण चोटों होगा, बरकरार परिधीय मोटर ंयूरॉंस और सीमित निचले उग्रवाद सनसनी के साथ । वर्तमान पांडुलिपि, एक संयुक्त NMES-RT और FES-क्रोनिक विज्ञान के साथ व्यक्तियों में विद्युत उत्तेजना प्रशिक्षण के परिणामों में सुधार डिजाइन LEC का उपयोग कर दृष्टिकोण का वर्णन करता है । NMES की प्रक्रिया-आरटी टखने वजन का उपयोग कर रेखांकित किया जाएगा, जबकि प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम पर प्रकाश डाला और समग्र लाभ हस्तक्षेप क्रोनिक विज्ञान के साथ व्यक्तियों को प्रदान करता है । दूसरा उद्देश्य FES-LEC की प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए हस्तक्षेप के समग्र cardiometabolic प्रभाव को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है । पिछले काम हमारे तर्कसंगत है कि एक संयुक्त प्रशिक्षण प्रोटोकॉल अधिक से अधिक परिणाम पैदा कर सकते है पुष्टि की है विद्युत उत्तेजना के 24 सप्ताह के बाद प्रशिक्षण20,21,22,23,24 ,25,26,31,३२,३३,३४,३५,३६.

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Protocol

इस पांडुलिपि में वर्णित प्रशिक्षण प्रोटोकॉल clinicaltrials.gov पहचानकर्ता (NCT01652040) के साथ पंजीकृत है । प्रशिक्षण कार्यक्रम टखने वजन और FES-LEC के साथ NMES-आरटी शामिल है । सभी आवश्यक उपकरण तालिका 2में सूचीबद्ध है । इस अध्ययन प्रोटोकॉल और सूचित सहमति की समीक्षा की गई और रिचमंड VAMC इंस्टीट्यूशनल रिव्यू बोर्ड (आईआरबी) और वर्जीनिया कॉमनवेल्थ यूनिवर्सिटी (VCU) आईआरबी द्वारा मंजूरी दी गई. सभी अध्ययन प्रक्रियाओं परीक्षण शुरू करने से पहले प्रत्येक भागीदार के लिए विस्तार से समझाया गया था ।

1. प्रतिभागी भर्ती

  1. संभावित सहभागियों के साथ पूर्व-जांच मूल्यांकन करें ।
    1. अच्छी तरह से अध्ययन की लंबाई (24 सप्ताह), प्रति सप्ताह बार (द्वि-साप्ताहिक) और सत्र की लंबाई सहित प्रशिक्षण प्रोटोकॉल के विवरण की व्याख्या (NMES-RT: 30 min and FES-LEC: 45-60 min).
      नोट: NMES-RT पहले 12 सप्ताह, FES-LEC के 12 सप्ताह के बाद के लिए आयोजित किया जाता है ।
    2. सहित संभावित भागीदार के लिए चिकित्सा आवश्यकताओं का वर्णन: पुरुष या विज्ञान के साथ महिला, अमेरिकी रीढ़ की हड्डी में चोट वर्गीकरण (अिी) ए, बी या सी (एक अिी के साथ उन "सी" वर्गीकरण जो खड़े करने और चलने में असमर्थ हैं), 18 से ६५ साल पुराने, 1 से अधिक वर्ष चोट के बाद चोट, बॉडी मास इंडेक्स (बीएमआई) ≤ 30 kg/एम2, मोटर पूर्ण या अपूर्ण C5-L2 स्तर ।
    3. सहित संभावित भागीदार के लिए चिकित्सा प्रतिबंधों का वर्णन: हृदय रोग का निदान, अनियंत्रित प्रकार द्वितीय मधुमेह या इंसुलिन पर उन, अनियंत्रित उच्च रक्तचाप, दबाव घावों चरण 3 या अधिक, मूत्र पथ के संक्रमण या लक्षण, टी के साथ ऑस्टियोपोरोसिस-स्कोर-२.५, और विज्ञान के साथ महिलाओं के लिए गर्भावस्था ।

2. NMES-आरटी

  1. सुनिश्चित करें कि भागीदार उसके मूत्राशय voids और आराम रक्तचाप और हृदय की दर को मापने । जबकि प्रतिभागी व्हीलचेयर में बैठा हुआ है, प्रतिभागी को हिदायत देता है कि उसके जूते उतारे जाएं । फिर, एक तकिया बछड़े के पीछे जगह घुटने फ्लेक्स के दौरान पैर तकिया करने के लिए । है भागीदार टखनों (चित्रा 1) करने के लिए टखने का भार (0-26 एलबीएस) लागू करें ।
    नोट: प्रारंभिक 2 सत्रों टखने वजन के बिना आयोजित कर रहे है सुनिश्चित करने के लिए भागीदार गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ उसके पैर उठा सकते हैं ।
  2. दो ७.५ सेमी x १२.७ सेमी चिपकने वाला कार्बन इलेक्ट्रोड घुटने प्रसारक मांसपेशी समूह पर त्वचा पर लागू होते हैं ।
    1. बाहर इलेक्ट्रोड ~ 1/3 वुटने और वंक्षण गुना और quadriceps के midline के लिए औसत दर्जे के बीच की दूरी प्लेस । इलेक्ट्रोड longitudinally और घुटने के जोड़ों को कूल्हे से चल रहे midline अक्ष के समानांतर प्लेस (चित्रा 2) ।
    2. समीपस्थ इलेक्ट्रोड को बाद में रखें और वंक्षण lateralis मांसपेशी पर गुना से सटे । इलेक्ट्रोड longitudinally और midline अक्ष के समानांतर रखें (चित्र 2) ।
  3. 30 हर्ट्ज और एक biphasic आयताकार पल्स चौड़ाई की एक आवृत्ति के लिए एक पोर्टेबल उत्तेजित करने के लिए सेट करें ४५० µs और ५० µs आवेग अंतराल19,20,21,22,23,24 ,३७,३८,३९. प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए उत्तेजित करने से केबल कनेक्ट.
    नोट: इलेक्ट्रोड की ध्रुवीयता उत्तेजना पैटर्न के रूप में जब तक इलेक्ट्रोड सही ढंग से तैनात कर रहे हैं को प्रभावित नहीं करता है.
  4. दाहिना पैर के साथ शुरू, धीरे से एक नजर दिखाई तनाव घुटने प्रसारक मांसपेशी समूह में मांयता प्राप्त है जब तक वर्तमान वृद्धि हुई है । धीरे से चालू करने के लिए पूरे घुटने विस्तार (अधिकतम २०० मा) पैदा रैंप जारी है । पैर 3-5 एस के लिए विस्तारित रहने के लिए सक्रिय मोटर इकाइयों में अधिकतम तनाव पैदा करने की अनुमति दें ।
  5. जब तक यह लक्ष्य वर्तमान के ५०% से नीचे है वर्तमान में कमी करने के लिए पैर का विस्तार और पैर कदम सनकी शुरू स्थिति को वापस करने की आवश्यकता है । पूरा पैर विस्तार पैदा करने के लिए आवश्यक वर्तमान आयाम रिकॉर्ड.
  6. पूरा एकतरफा प्रशिक्षण पैर प्रति 10 दोहरावों के 4 सेट और दाएं और बाएं पैर के बीच वैकल्पिक सहित । एक पुनरावृत्ति और सेट के बीच 3 मिनट के बीच 3-5 एस आराम करने के लिए पैर की अनुमति दें । यदि भागीदार पूर्ण घुटने विस्तार तक पहुंच नहीं है, गति की% सीमा रिकॉर्ड और पुनरावृत्तियों के बीच समय में वृद्धि हुई है ।
    नोट: मांसपेशी थकान मोशन ≤ 25% की एक सीमा के साथ दो लगातार दोहराव के रूप में परिभाषित किया गया है ।
  7. प्रत्येक चार सेट का प्रयास करें, लेकिन यदि प्रतिभागी मांसपेशियों की थकान का अनुभव करता है, तो वर्तमान सेट समाप्त करें और विपरीत पैर पर प्रशिक्षण जारी रखें । यदि पूर्ण घुटने विस्तार 2 लगातार प्रशिक्षण सत्र के लिए मांसपेशियों की थकान के बिना हासिल की है, टखने वजन के 2 एलबीएस प्रशिक्षण के अगले सप्ताह में जोड़ें ।

3. FES-LEC

  1. प्रतिभागी के आराम रक्तचाप और दिल की दर को मापने । FES ergometer बाइक के सामने भागीदार स्थिति (सामग्री की मेज) उसकी निजी सत्ता या मैनुअल व्हीलचेयर में बैठा (चित्र 3ए, चित्र बी) ।
  2. घुटने प्रसारक, घुटने फ्लेक्स और gluteus maximus मांसपेशी समूहों के लिए चिपकने वाला कार्बन इलेक्ट्रोड लागू करें द्विपक्षीय ।
    1. घुटने extensors के लिए, बाहर इलेक्ट्रोड (७.५ x १२.७ सेमी) त्वचा 1/3 पर जगह वुटने और वंक्षण गुना के बीच की दूरी, वास्तु medialis मांसपेशी पर । समीपस्थ इलेक्ट्रोड को बाद में रखें और वंक्षणी lateralis मांसपेशी (चित्र 4a) पर गुना से सटे हुए.
    2. घुटने के फ्लेक्स के लिए, जानुपृष्ठीय खात के ऊपर त्वचा 2-3 सेमी पर बाहर इलेक्ट्रोड (७.५ x 10 सेमी) रखें । जानुपृष्ठीय खात (चित्रा 4b) के ऊपर समीपस्थ इलेक्ट्रोड 20 सेमी रखें । बाहर इलेक्ट्रोड के आंदोलन को रोकने के लिए, इलेक्ट्रोड की स्थिति को सुरक्षित करने के लिए एक लोचदार लपेटो लागू करें (चित्र 3ए).
    3. gluteus maximus के लिए, प्रतिभागी को ergometer की ओर आगे झुक जाने का निर्देश दें । दो इलेक्ट्रोड (5 x 9 सेमी) समानांतर और मांसपेशियों के पेट के थोक पर रखें; अनुमति दें ~ इलेक्ट्रोड के बीच जुदाई की दो उंगलियों चौड़ाई ।
  3. भागीदार के साथ अपने व्हीलचेयर में बैठा है और ergometer के सामने केंद्रित, 12 इलेक्ट्रोड में से प्रत्येक के लिए प्रेरित से केबल कनेक्ट । ergometer के आगे और पीछे की जांच करें सुनिश्चित करें कि भागीदार सही ढंग से केंद्रित है ।
  4. यह सुनिश्चित करें कि भागीदार व्हीलचेयर बंद कर दिया है और धीरे से है भागीदार पैर (टेनिस जूते पहने) पैडल के अंदर (चित्रा 6) जगह है । एक कपड़े को कवर में लिपटे लोचदार पट्टियों का उपयोग कर ergometer के लिए निचले पैर सुरक्षित । दो लोचदार पट्टियाँ और प्रत्येक पत्ती पर स्थित वेल्क्रो को पार करने के साथ जगह में भागीदार के पैर सुरक्षित (चित्रा 5).
  5. ergometer के लिए पैर फीते के बाद, निष्क्रिय पैर तो साइकिल चालन पैटर्न का पालन करें । यदि पैर भी संकुचित या hyperextended हैं, तो बाइक की ऊंचाई समायोजित करें और निष्क्रिय रूप से टाँगें हिलाकर स्थिति को पुनः जांचें ।
  6. ergometer के आधार पर स्थित दो विस्तारित हुक का उपयोग कर ergometer के लिए भागीदार व्हीलचेयर सुरक्षित । व्हीलचेयर (चित्रा 5) के नीचे एक स्थिर संरचना करने के लिए हुक कनेक्ट । व्हीलचेयर के पहियों के नीचे दो लकड़ी तोड़ प्लेस, साइकिल चालन के दौरान कुर्सी के किसी भी आंदोलन को रोकने के लिए ।
  7. उत्तेजना आवृत्ति सेट करने के लिए ३३.३ हर्ट्ज, पल्स अवधि के लिए ३५० µs और वर्तमान आयाम करने के लिए १४०, १००, १०० mA घुटने प्रसारक के लिए, घुटने फ्लेक्स और gluteus maximus मांसपेशी समूहों, क्रमशः.
  8. चक्र पैरामीटर निम्नानुसार सेट करें: प्रति मिनट 40-45 क्रांतियों की लक्ष्य गति (RPM); समायोज्य मोटर टोक़ पर शुरू 10 एनएम; १.०, १.५ और २.० एनएम के व्यायाम मैं, द्वितीय और तृतीय चरणों के लिए प्रतिरोध ।
  9. अंतराल प्रशिक्षण पैरामीटर इस प्रकार सेट करें: 3 min "वार्म अप" चरण; ३ १०-ंयूनतम व्यायाम चरणों (उत्तेजना पर); एक 2-ंयूनतम आराम चरण प्रत्येक व्यायाम चरण के बाद; और 3 मिनट "शांत" चरण
  10. चोट के स्तर के आधार पर (ऊपर या टी-4 से नीचे), स्वायत्त dysreflexia के किसी भी लक्षण की घटना को रोकने के लिए हर 2 से 5 मिनट रक्तचाप और हृदय की दर को मापने.
  11. यदि रक्तचाप ऊंचा रहता है, तो ergometer को रोकें और प्रतिभागी को उसके मूत्राशय या शेष को शून्य करने का निर्देश दें, यदि वे पहले से ही अशक्त हैं । इसके अलावा, जांच करने के लिए भागीदार ठीक से बैठा है किसी भी दबाव अंक को कम करने और जांच है कि जूते या किसी भी पट्टियां पीढ़ी नहीं कस रहे हैं । रक्त चाप बारीकी से हर 2 मिनट पर नजर रखें । अगर रक्तचाप ठीक हो, प्रशिक्षण फिर से शुरू; अगर रक्तचाप ठीक नहीं रहता है, सत्र समाप्त और भागीदार को निर्देश देखने के लिए उसकी प्राथमिक देखभाल चिकित्सक ।
    नोट: यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि प्रतिभागियों को लगातार अपने रक्तचाप दवा ले, यदि कोई हो, और FES-सायक्लिंग से पहले अपने मूत्राशय शूंय ।
  12. रिकॉर्ड है भागीदार दिल की दर, गति, बिजली, दूरी, प्रतिरोध और% उत्तेजना हर 30 एस ।
  13. यदि भागीदार थकान के बिना एक पूरे व्यायाम सत्र पूरा करता है (सक्रिय सायक्लिंग के दौरान गति < 18 RPM), सहायक मोटर टोक़ सहायता कम 1 एनएम द्वारा निंनलिखित सत्र, अंयथा सभी मापदंडों एक ही रखना ।
  14. यदि भागीदार थकान या व्यायाम चरणों के दौरान इमदादी मोटर सहायता के उपयोग के बिना दो व्यायाम प्रशिक्षण सत्रों को पूरा करता है, प्रत्येक व्यायाम मंच में ०.५ एनएम द्वारा प्रतिरोध में वृद्धि ।

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Representative Results

टखने वजन 22 प्रतिभागियों के लिए उत्तरोत्तर वृद्धि हुई, NMES-RT (चित्रा 6a) के 16 सप्ताह से अधिक । प्रतिभागियों द्वारा उठाया औसत भार १९.६ ± ६.५ पौंड (दायां पैर) और 20 ± 6 एलबीएस (बाएं पैर) [8-24 lb.] था । वर्तमान आयाम सही और बाएँ पैर के लिए परीक्षण भर में उतारा (चित्रा घमण्ड).

FES-LEC प्रशिक्षण के 12 सप्ताह के बाद मोटर पूरा विज्ञान के साथ एक व्यक्ति की प्रगति तालिका 1में हाइलाइट किया गया है । परिणाम संकेत मिलता है कि FES-LEC के साथ, वहां वर्तमान उत्तेजना के प्रतिशत में वृद्धि के लिए प्रशिक्षण के 12 सप्ताह में वृद्धि हुई चक्का प्रतिरोध के लिए ऑफसेट है । चक्का प्रतिरोध 12 सप्ताह के प्रशिक्षण के दौरान 3 चरणों में से प्रत्येक में 3-4 बार की वृद्धि हुई ( तालिका 1) । प्रतिरोध की प्रगति १.६ से ५.१ एनएम (स्टेज I), २.१२ से ५.५ एनएम (स्टेज II) और २.१२ से ५.५ एनएम (स्टेज III) तक हुई । यह ध्यान देने योग्य बात है कि प्रत्येक 10-ंयूनतम चरण एक 2-ंयूनतम आराम अवधि जिसमें प्रतिभागियों निष्क्रिय ०.७७ एनएम के खिलाफ साइकिल द्वारा interspersed था लायक है ।

अंत में, बिजली उत्पादन 1 सप्ताह और 12 सप्ताह के बीच 3 चरणों में से प्रत्येक में 2-4 बार (तालिका 1) में वृद्धि हुई । शक्ति 4 से 14 w (चरण I), ५.४ से ११.२४ w (चरण II) और २.६ से 11 w (चरण III) में प्रगति हुई ।

Figure 1
चित्र 1. NMES-RT सेटअप सतह इलेक्ट्रोड, उत्तेजित करता है, द्विपक्षीय टखने वजन और तकिया तकिया दिखा । दाएं और बाएं दोनों पैरों के लिए दस दोहरावों के चार सेट पूरे किए जाते हैं । वजन उत्तरोत्तर 2 £ द्वारा वृद्धि हुई है । प्रत्येक सप्ताह यदि प्रत्येक सेट मांसपेशियों की थकान के बिना पूरा हो गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2. घुटने प्रसारक सतह इलेक्ट्रोड NMES-RT के दौरान इस्तेमाल किया. एक इलेक्ट्रोड रखा गया है ~ 1/3 quadriceps के midline के लिए वुटने और वंक्षण गुना और औसत दर्जे के बीच की दूरी. एक दूसरे इलेक्ट्रोड बाद में रखा जाता है और वंक्षण lateralis मांसपेशी पर गुना से सटे. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3. पूर्वकाल (क) और पार्श्व (ख) FES के दौरान बाइक सेटअप के विचार-LEC । भागीदार अपनी व्हीलचेयर में बैठा है और बाइक के लिए सुरक्षित करने के लिए FES सायक्लिंग प्रदर्शन । लोचदार wraps बाहर घुटने फ्लेक्स इलेक्ट्रोड सुरक्षित करने के लिए प्रत्येक पैर के आसपास लिपटे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4. घुटने प्रसारक सतह इलेक्ट्रोड (ए) FES-LEC और घुटने फ्लेक्स सतह इलेक्ट्रोड (बी) के दौरान इस्तेमाल किया. (क) एक इलेक्ट्रोड रखा गया है ~ 1/3 quadriceps के midline के लिए वुटने और वंक्षण गुना और औसत दर्जे के बीच की दूरी. एक दूसरे इलेक्ट्रोड बाद में रखा जाता है और वंक्षण lateralis मांसपेशी पर गुना से सटे. (ख) पैर का समर्थन करते समय, एक इलेक्ट्रोड जानुपृष्ठीय खात के ऊपर त्वचा 2-3 सेमी पर रखा गया है; दूसरा इलेक्ट्रोड जानुपृष्ठीय खात के ऊपर 20 सेमी रखा गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्र 5. भागीदार के पैर प्रत्येक पत्ती पर स्थित दो लोचदार पट्टियाँ पार करके पेडल के लिए सुरक्षित है. यह आवश्यक है कि इन पट्टियों कसकर सुरक्षित है जब बढ़ प्रतिरोध के खिलाफ साइकिल चालन से पैर को रोकने के लिए । रोगी के व्हीलचेयर बाइक के आधार पर दो विस्तार करने के लिए स्थित हुक का उपयोग कर बाइक के लिए सुरक्षित है । एक बार व्हीलचेयर से जुड़ी, इन हुक सनकी और किसी भी निर्बल को दूर कस रहे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6. NMES-rt और NMES-rt के 16 सप्ताह भर में वर्तमान आयाम की प्रगति (mA) के 16 सप्ताह भर में 22 प्रतिभागियों की टखने वजन (एलबीएस.) की प्रगति । (क) वजन २ पौंड से बढ़ गया था. साप्ताहिक यदि प्रतिभागी मांसपेशियों की थकान के बिना 10 पुनरावृत्तियों के 4 सेट को पूरा कर सके । (ख) प्रशिक्षण के दौरान, वर्तमान आयाम धीरे से पूरे घुटने विस्तार में पैर लाने के लिए बढ़ा दिया गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

सप्ताह 1 4 सप्ताह सप्ताह 8 सप्ताह 12
वर्तमान आयाम के प्रतिशत उत्तेजना चरण 1 ७४ ७२ ८८ ९०
चरण 2 ९८ ९६ ९९ १००
चरण 3 १०० ९९ १०० १००
चक्का प्रतिरोध (एनएम) चरण 1 १.० १.५ ३.१ ४.५
चरण 2 १.६ २.१ ३.५ ५.१
चरण 3 २.१ २.५ ४.० ५.५
शक्ति (वत्स) चरण 1 ४.० ६.५ १०.० १४.०
चरण 2 ५.४ ८.४ ९.३ ११.२
चरण 3 २.६ ७.५ ८.४ ११.०

तालिका 1: वर्तमान आयाम, चक्का प्रतिरोध और बिजली उत्पादन के प्रतिशत उत्तेजना विज्ञान के साथ एक व्यक्ति में FES-LEC के 12 सप्ताह भर में वृद्धि हुई । 2 सत्रों मांसपेशी थकान (गति < 18 rpm) के सबूत के बिना पूरा किया गया तो प्रतिरोध प्रत्येक सप्ताह बढ़ गया था । प्रतिशत उत्तेजना ट्रेनिंग के 12 हफ्तों के दौरान धीरे से वृद्धि हुई । विद्युत उत्पादन प्रत्येक वृद्धिशील व्यायाम चरण के दौरान और प्रशिक्षण के दौरान वृद्धि हुई । नोट: डेटा NMES-RT के 12 सप्ताह परिष्करण के बाद FES-LEC के 12 सप्ताह पूरे करने वाले एक भागीदार से है ।

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Discussion

वर्तमान अध्ययन बिजली उत्तेजना के दो अलग मानदंड का प्रदर्शन किया । एक मानदंड प्रशिक्षित मांसपेशी को प्रगतिशील लदान को लागू करने के लिए कंकाल की मांसपेशी अतिवृद्धि और अंय प्रतिमान पैदा करने पर ध्यान केंद्रित है मुख्य रूप से बढ़ाने एरोबिक क्षमता के माध्यम से कार्डियो चयापचय प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए करना है । अध्ययन के लिए दोनों मानदंड की तुलना और पेशेवरों और प्रत्येक के विपक्ष को उजागर करने के लिए सुनिश्चित किया ।

NMES-आरटी मांसपेशियों के आकार को बहाल करने और तीव्र और जीर्ण विज्ञान के साथ व्यक्तियों में अतिवृद्धि पैदा करने में प्रभावी साबित हो रहा है19,20,21,22,23,24। वर्तमान हस्तक्षेप दोहरी चैनल उत्तेजना इकाइयों जो सबसे नैदानिक सेटिंग्स में या विज्ञान के साथ व्यक्तियों के लिए घर के उपयोग के लिए सुलभ होने की संभावना है पर निर्भर करता है । वहां एक अनप्रमाणित मिथक है कि पंगु बना घुटने प्रसारक के प्रगतिशील लदान ऊरु या टिबियल condyles के फ्रैक्चर में परिणाम हो सकता है । हालांकि, वर्तमान सबूत के आधार पर, हम और दूसरों को फ्रैक्चर की एक भी घटना का अनुभव नहीं था । इस पर प्रकाश डाला कि वर्तमान प्रोटोकॉल सुरक्षित और सुलभ है विज्ञान के बाद इस्तेमाल किया जा सकता है ।

NMES-RT का उपयोग करते समय, एक biphasic तरंग को पसंद किया जाता है क्योंकि यह सुरक्षित और एक शक्तिशाली मांसपेशी संकुचन पैदा करने में सक्षम साबित होता है जो टखने के वजन को बढ़ाते हुए गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ पैर का विस्तार कर सकता है । बरकरार सनसनी के साथ उन व्यक्तियों के लिए, biphasic लहर को और अधिक आरामदायक और संतोषजनक प्रतीत होता है । आवृत्ति (30 हर्ट्ज), biphasic अवधि (४०० µs) अंतर पल्स अंतराल (५० µs) के साथ हमारे पहले प्रकाशित अनुसंधान दिखा रहा है कि एक कम आवृत्ति मांसपेशियों की थकान कम कर देता है और घुटने extensors ३७ के tetanic संकुचन का उत्पादन में मदद करता है के आधार पर चयन कर रहे हैं ,३८. ४५० µs की एक पल्स अवधि उत्तेजित मांसपेशियों के सक्रियण को बढ़ाने के लिए दिखाया गया है और अधिक से अधिक पैदा टोक़ उत्पन्न, इस प्रकार प्रशिक्षण के दौरान पंगु बना मांसपेशियों की अधिकतम भर्ती सुनिश्चित३७. इसके अलावा, यह घुटने extensors में तेजी से मांसपेशियों में थकान का कारण हो सकता है कि अत्यधिक वर्तमान आयाम के उपयोग से बचने के लिए धीरे-धीरे वर्तमान रैंप के लिए आवश्यक है । आराम, आवृत्ति और पल्स चौड़ाई की राशि सहित प्रशिक्षण रणनीति प्रतिकूल टी-4 ऊपर चोट के स्तर के साथ विशेष रूप से व्यक्तियों में स्वायत्त dysreflexia के समान घटनाओं की घटना को रोकने के लिए डिज़ाइन कर रहे हैं ।

NMES-आरटी साइकिल से पहले अधिक से अधिक मांसपेशी अतिवृद्धि पैदा कर सकते है और मांसपेशियों की थकान को कम । वृद्धि की थकान प्रतिरोध और शक्ति FES-LEC सायक्लिंग अनुकूलित कर सकते है और प्रशिक्षण परिणामों को अधिकतम । कण्ठ एट अल. का प्रदर्शन किया है कि 12 सप्ताह, दो बार-NMES के साप्ताहिक-आरटी मांसपेशियों के आकार में एक से अधिक ३५% वृद्धि हुई और आईएमएफ और आंत वसा ऊतक22की कमी हुई । इसके अलावा, NMES-RT में ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर टाइप-4 (भरमार-4) एकाग्रता को बढ़ाने के लिए दिखाया गया है, जो वृद्धि की थकान प्रतिरोध के साथ जुड़ा हुआ है३६,४६. Sabatier एट अल. ने बताया कि प्रशिक्षित घुटने extensors की थकान प्रतिरोध NMES-rt के 18 सप्ताह के बाद ३३% की वृद्धि हुई है और निष्कर्ष निकाला है कि NMES-rt मांसपेशी अतिवृद्धि पैदा करने के लिए पर्याप्त है, भी मांसपेशी थकान४६कम । NMES-RT मांसपेशियों की कोशिकाओं के mitochondria में सकारात्मक अनुकूलन पैदा करने के लिए दिखाया गया है. रयान एट अल। mitochondrial क्षमता में एक 25% सुधार NMES के 16 सप्ताह-आरटी, दो बार साप्ताहिक, क्रोनिक पूरा विज्ञान23के साथ व्यक्तियों में उल्लेख किया । एक संयुक्त प्रशिक्षण कार्यक्रम, के रूप में वर्तमान पांडुलिपि में वर्णित है, मांसपेशियों को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन और मांसपेशियों की थकान को कम cardiometabolic स्वास्थ्य में सुधार और FES-LEC जा रहा है और अधिक प्रभावी योगदान कर सकते हैं ।

विज्ञान के साथ व्यक्तियों में लंबे समय तक FES-LEC के बाद cardiometabolic अनुकूलन के सीमित सबूत है. FES-LEC प्रशिक्षण १.५ से 12 महीनों के लिए 2 से 7 बार साप्ताहिक के लिए विविध है; व्यायाम अवधि 20 से ६० मिनट के लिए26से विविध है । पिछले FES का उपयोग कर अध्ययन-LEC इंसुलिन संवेदनशीलता और एरोबिक फिटनेस31,३२में मामूली सुधार दिखाया । Mohr एट अल. दिखाया गया है कि 3 दिनों के एक सप्ताह FES-LEC के लिए प्रदर्शन किया 1 एच विज्ञान के साथ व्यक्तियों में इंसुलिन संवेदनशीलता में एक 25% सुधार के परिणामस्वरूप31. इसी तरह, दैनिक FES के आठ सप्ताह-LEC ग्रीवा विज्ञान के साथ 5 पुरुषों के लिए इंसुलिन संवेदनशीलता में ३३% सुधार के परिणामस्वरूप३२। इसके अलावा, FES-LEC ऑक्सीजन तेज और हृदय मांग पर हाथ सनकी ergometry (ऐस) या संकर व्यायाम४२की तुलना में एक सीमित प्रतिक्रिया दिखाई ।

सबसे FES-LEC परीक्षण मोटर समर्थन के कुछ फार्म का उपयोग करें जहां बाइक की मोटर के लिए पैडल के लिए सेना लागू करता है चक्र को पूरा करने में सहायता करते हैं । मोटरीकरण विज्ञान के साथ व्यक्ति का एक बड़ा अनुपात की अनुमति देता है FES सायक्लिंग शुरू करने के लिए, विशेष रूप से उन को उत्पंन करने में असमर्थ है और पर्याप्त मांसपेशी बल को बनाए रखने के लिए चक्का या कम सहनशीलता के साथ उन FES अवशिष्ट अनुभूति के कारण४३को घुमाएगी । हालांकि, पर्याप्त मांसपेशी बल, FES मोटर से सहायता का उत्पादन करने में सक्षम लोगों के लिए प्रशिक्षण के परिणामों को सीमित कर सकते हैं । इस कारण से, वर्तमान विधि केवल मोटर का उपयोग करता है समर्थन अगर भागीदार मांसपेशियों थकान अनुभव और आराम चरणों के दौरान । यह घुटने प्रसारक, घुटने फ्लेक्स और gluteal मांसपेशी समूहों अधिकतम प्रयास प्रदान करने के लिए जब साइकिल जो cardiometabolic अनुकूलन को अधिकतम करने के रूप में FES-LEC के 12 सप्ताह से अधिक प्रतिरोध और बिजली उत्पादन बढ़ाने के द्वारा प्रदर्शन कर सकते है अनुमति देता है । इसके अलावा, FES-LEC साइकिल चालन के दौरान तेजी से मांसपेशियों में थकान द्वारा सीमित है४४, विशेष रूप से जब ंयूनतम मोटर समर्थन का उपयोग कर । पहले प्रकाशित काम विज्ञान के साथ व्यक्तियों के सायक्लिंग धीरज में एक व्यापक परिवर्तनशीलता दिखाया गया है । मोटर के साथ दस व्यक्तियों-पूरा विज्ञान अपनी मांसपेशियों को थका हुआ जब तक FES ergometry का उपयोग कर साइकिल । एक भागीदार के एक कुल के लिए प्रयोग 3 मिनट जबकि एक और 10 मिनट के लिए प्रयोग४४। वर्तमान प्रशिक्षण अध्ययन में, हम FES-प्रशिक्षण के 30 मिनट के रूप में प्रतिभागियों के बीच उपचार की एक बराबर खुराक प्रदान करने की मांग की है । यह सुनिश्चित करने के लिए कि अनुकूलन, या उसके अभाव, सख्ती से सक्रिय मांसपेशियों के उत्पादन के लिए और सीमित नहीं साइकिल चालन की अवधि के कारण है कि प्रत्येक भागीदार के बीच उपचार निरंतरता सुनिश्चित करेगा ।

प्रतिनिधि परिणाम से पता चला कि एक व्यक्ति में विज्ञान के साथ जिसमें 12 सप्ताह FES-LEC के 12 सप्ताह के साथ पहले किया गया था NMES-RT, दोनों प्रतिरोध और बिजली उत्पादन में हस्तक्षेप के पाठ्यक्रम पर वृद्धि हुई. पिछले अध्ययनों कि कम ताल प्रतिरोध बढ़ाने के लिए ४३,४७के विपरीत, वर्तमान अध्ययन एक रणनीति को अपनाया है 40-45 RPM के लक्ष्य की गति के साथ प्रतिरोध बढ़ाने के लिए । यह एक सफल रणनीति, विशेष रूप से कंडीशनिंग मांसपेशियों NMES-RT का उपयोग करने मांसपेशियों की गुणवत्ता में सुधार के 12 सप्ताह के बाद हो सकता है22। FES-LEC सहित विद्युत उत्तेजना के अनुप्रयोग, मांसपेशियों की गुणवत्ता में सुधार लाने से बहुत लाभ होना चाहिए४८ और अधिक बल और प्रशिक्षित मांसपेशियों के बिजली उत्पादन में परिणाम हो सकता है । अधिक से अधिक बिजली उत्पादन हृदय और अस्थि अनुकूलन करने के लिए सीसा क्या इक्का या संकर व्यायाम का उपयोग कर प्राप्त किया गया है के समान परिणाम प्राप्त कर सकते हैं । FES-LEC व्यायाम के दौरान मांसपेशियों द्वारा उत्पंन शक्ति उच्च प्रतिरोध पर दोहराया लदान चक्र को कम उग्रवाद अंगों को उजागर करके हड्डी के लिए रूपांतरों को उत्तेजित कर सकते हैं । उदाहरण के लिए, जॉनसन एट अल । २.९ एनएम पर एक कम सायक्लिंग ताल दिखाया अस्थि स्वास्थ्य के मापदंडों के बाद विज्ञान के साथ लोगों में उच्च ताल है कि ०.८ एनएम४७का एक टोक़ उत्पंन की तुलना में FES LEC के 6 महीने में सुधार हो सकता है । मौजूदा अध्ययन से यह दर्शाया गया है कि प्रतिरोध को ५.५ एनएम तक बढ़ाया जा सकता है । यह कम-ताल पर रिपोर्ट टोक़ उत्पादन दोगुना है और यह हड्डी और हृदय स्वास्थ्य के मापदंडों पर अधिक से अधिक प्रभाव पड़ने की संभावना है.

वर्तमान प्रोटोकॉल में प्रयुक्त ergometer (सामग्री की तालिका) ' प्रतिभागियों व्हीलचेयर से सीधे संचालित है, हस्तांतरण के लिए की जरूरत को नष्ट करने और जांघ, निचले पैर और ट्रंक के 12 मांसपेशी समूहों की उत्तेजना के लिए अनुमति देता है । हम quadriceps उत्तेजित करने के लिए चुना है, दौडऩे, और निचले अतिवाद के maximus मांसपेशियों gluteus । भविष्य परीक्षण विज्ञान के साथ व्यक्तियों में उदर और पीठ की मांसपेशियों को उत्तेजित करने के लिए विस्तार होगा । इसके अतिरिक्त, ergometer केवल ३९ किलो वजन, यह कहीं अधिक कॉंपैक्ट और अंय व्यावसायिक रूप से उपलब्ध FES ergometers से अनुकूलनीय बना । ergometer भी एक समायोज्य मोटर समारोह में सहायता जो भागीदार मोटर समर्थन के बिना उसके प्रशिक्षण को अधिकतम करने के लिए जब उचित अनुमति देता है । इसके अलावा, ergometer वैकल्पिक मोटर सहायता के लिए अनुमति देता है । वर्तमान प्रोटोकॉल 1 के दौरान मोटर समर्थन परमिट) वार्म अप चरण, 2) पहले "सक्रिय संक्रमण" चरण (व्यायाम चरण के पहले 1-2 मिनट), 3) प्रत्येक आराम चरण और 4) यदि प्रतिरोध के खिलाफ भागीदार थकान । सक्रिय साइकिल चालन के दौरान, मोटर पर्याप्त रूप से प्रत्येक भागीदार को चुनौती देने के लिए बंद है । साइकिल चालन के दौरान मांसपेशी थकान बिंदु के रूप में परिभाषित किया गया था जहां गति 18 RPM से नीचे चला जाता है । इसके अतिरिक्त, कण्ठ एट अल । तीन अलग उत्तेजना मापदंडों के प्रशिक्षण के प्रभाव का पता चला, पल्स अवधि में बदलती (२००, ३५० और ५०० µs), क्रोनिक विज्ञान के साथ 10 व्यक्तियों में साइकिल चालन के प्रदर्शन पर. FES-LEC के एक एकल मुक्केबाज़ी के बाद, घुटने प्रसारक टोक़ 33-59% से गिरा दिया और काफी 48-72 h४४के बाद ठीक हो गया । इन निष्कर्षों के आधार पर, हम मानते है कि दो बार साप्ताहिक क्रोनिक विज्ञान के साथ व्यक्तियों के लिए एक उचित व्यायाम खुराक है और पर्याप्त समय की अनुमति देता है (४८ ज) थका हुआ मांसपेशियों की वसूली के लिए ।

FES-LEC के दौरान, उत्तेजना मानकों को स्वायत्त dysreflexia के किसी भी एपिसोड को रोकने के लिए सेट कर रहे हैं, जबकि अभी भी मजबूत cardiometabolic अनुकूलन को बढ़ावा देने; सायक्लिंग पैरामीटर मन में इस संतुलन के साथ डिजाइन किए थे और इस प्रकार हैं: आवृत्ति (३३.३ हर्ट्ज), प्रतिरोध (समायोज्य), लक्ष्य गति (40-45 RPM) और पल्स अवधि (३५० µs) । आवृत्ति मांसपेशी थकान को कम करने के लिए ३३.३ हर्ट्ज पर सेट है; वर्तमान आयाम (% उत्तेजना) धीरे-ergometer द्वारा 18 RPM के ऊपर एक गति बनाए रखने के लिए वृद्धि हुई है । हाल के निष्कर्षों का सुझाव है कि एक पल्स अवधि ३५० µs से अधिक FES ergometry के दौरान विज्ञान४४के साथ व्यक्तियों में स्वायत्त dysreflexia चलाता है । इसके अतिरिक्त, ३५० µs की एक पल्स अवधि २०० µs की एक पल्स अवधि की तुलना में जब डेल्टा ऊर्जा व्यय में वृद्धि हुई. इसके अलावा, डेल्टा ऊर्जा व्यय किसी भी अधिक से अधिक जब ५०० µs४४के लिए सेट नहीं था । FES के दौरान स्वायत्त dysreflexia की उच्च घटना-LEC तथ्य यह है कि 6 मांसपेशी समूहों को एक साथ उत्तेजित कर रहे है के लिए जिंमेदार ठहराया जा सकता है । यह वर्तमान घनत्व और nociceptors की संख्या में वृद्धि की संभावना है, तंत्रिका तंत्र के लिए हानिकारक उत्तेजनाओं की बाढ़ में जिसके परिणामस्वरूप सक्रिय किया जा रहा है । यह एक एकल मांसपेशी समूह के प्रशिक्षण के कारण NMES-RT के दौरान होने की संभावना नहीं है; हालांकि, यह चोट सी 6 विज्ञान के समान उच्च स्तर के साथ व्यक्तियों में हो सकता है. वास्तविक नैदानिक अनुभव से पता चला कि इस विज्ञान के साथ व्यक्तियों के रूप में प्रशिक्षण के साथ बाहर फीका करने के लिए स्वायत्त dysreflexia विकसित करने के लिए कम कमजोर हो जाता है की संभावना है । aforementioned मापदंडों को भागीदार की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए मांय किया गया है, जबकि प्रशिक्षण परिणामों को अधिकतम ।

वहां कुछ सीमाएं है कि जब समान संयुक्त प्रशिक्षण प्रोटोकॉल पर विचार करने की आवश्यकता को संबोधित कर रहे हैं । निश्चित रूप से, प्रशिक्षण परिणाम और शरीर रचना कुछ चर द्वारा स्थापित किया जा सकता है; सबसे बड़ा आहार का सेवन किया जा रहा । इस परिवर्तनशीलता को यथासंभव समाप्त करने के लिए, चिकित्सकों एक साप्ताहिक आधार पर गरमी सेवन रिपोर्टों का मूल्यांकन करना चाहिए । साप्ताहिक रिपोर्ट के संग्रह, चिकित्सकों निकट अतिरिक्त गरमी सेवन की निगरानी करने की अनुमति दे सकता है (> 300-500 किलो कैलोरी/उसकी/उसकी आधारभूत BMR) और विज्ञान के व्यक्तियों को हिदायत के रूप में अपने macronutrient अनुपात को समायोजित करने के लिए आवश्यकतानुसार । आहार परिवर्तनशीलता के अलावा, वर्तमान प्रशिक्षण कार्यक्रम विज्ञान जनसंख्या जो बिजली के कंकाल की मांसपेशी की निस्तेजन के कारण उत्तेजना का उपयोग नहीं कर सकते के 20-25% के लिए लागू नहीं हो सकता है । इसके अतिरिक्त, पिछले डेटा से पता चलता है कि विज्ञान के साथ व्यक्तियों को प्रशिक्षण कार्यक्रम की समाप्ति के बाद प्रशिक्षण लाभ खोने की संभावना है४९; इसलिए, नैदानिक हस्तक्षेप तंत्र प्रदान करने के लिए लंबी अवधि के अनुपालन की गारंटी, प्रशिक्षण आवृत्ति को कम करने के लिए दो बार-साप्ताहिक और/या गृह आधारित telehealth विकल्प24प्रदान करना चाहिए । भविष्य NMES-RT और FES-LEC के प्रभाव की जांच के अध्ययन telehealth रणनीतियों का उपयोग करने के लिए सामाजिक बाधाओं को दूर करने के लिए व्यायाम और दीर्घकालिक अनुपालन को प्रोत्साहित करना चाहिए । NMES-RT telehealth वीडियो का उपयोग कर आयोजित-कॉंफ्रेंसिंग 11% और मोटर पूरा विज्ञान24के साथ पांच पुरुषों में 14% से पूरे जांघ आईएमएफ को कम करने के द्वारा जांघ निरपेक्ष मांसपेशी बढ़ाने में सक्षम था प्रशिक्षण का आयोजन किया गया था दो बार-साप्ताहिक एक पोर्टेबल बैटरी चालित उत्तेजक का उपयोग 8 सप्ताह के लिए । प्रतिभागियों को वेब कैमरा के माध्यम से निगरानी के लिए प्रशिक्षण कार्यक्रम24भर में सुरक्षा और उचित सेटअप सुनिश्चित किया गया ।

FES-LEC के साथ संयोजन में NMES-RT का उपयोग द्वि-साप्ताहिक विद्युत उत्तेजना प्रशिक्षण के परिणामों को अधिकतम करने के लिए एक प्रभावी रणनीति हो सकती है. जांघ की मांसपेशियों को उत्तेजित करने के लिए NMES का उपयोग मांसपेशी अतिवृद्धि पैदा करने के लिए साबित कर दिया है, शक्ति में वृद्धि और थकान को कम । मजबूत, दुबला पैर की मांसपेशियों को अधिक से अधिक शक्ति पैदा करने में सक्षम हो सकता है जब साइकिल चालन, और अधिक कुशलता से ऑक्सीजन का उपयोग और विज्ञान के साथ व्यक्तियों में प्रशिक्षण के cardiometabolic लाभ को अधिकतम ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

हम उन प्रतिभागियों का शुक्रिया अदा करना चाहेंगे जिन्होंने पिछले अध्ययनों में भाग लेने के लिए समय और प्रयास को समर्पित किया । हम शिकारी होंस McGuire अनुसंधान संस्थान और रीढ़ की हड्डी की चोट सेवाओं और पर्यावरण के लिए नैदानिक मानव अनुसंधान परीक्षण आचरण प्रदान करने के लिए विकारों का शुक्रिया अदा करना चाहूंगा । अशरफ एस कण्ठ वर्तमान में वयोवृद्ध मामलों के विभाग, वयोवृद्ध स्वास्थ्य प्रशासन, पुनर्वास अनुसंधान और विकास सेवा (B7867-डब्ल्यू) और DoD-CDRMP (W81XWH-14-SCIRP-CTA) द्वारा समर्थित है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
adhesive carbon electrodes (2 of each) Physio Tech (Richmond, VA, USA 23233) PT3X5
PALS3X4
E7300
7.5' x 12.7'
7.5' x 10'
5' x 9'
TheraTouch 4.7 stimulator Richmar (Chattanooga, TN, USA 37406) 400-082 41.28' x 39.37' x 17.78' (8.91 kg)
power: 110 VAC at 60 Hz / 220VAC at 50 Hz
power consumption: 110 Watts
Red & White Lead Cords (2) Richmar (Chattanooga, TN, USA 37406) A1717 2.0 m
RT300-SL FES Ergometer Restorative Therapies, Inc. (Baltimore, MD, USA 21231) RT300-SL 80' x 49' x 92-103' (39 kg)
16 channel
speed: 15 – 55 rev/min
elastic NuStim wraps (2) Fabrifoam (Exton, PA, USA 19341) PP108666 36"
wooden wheelchair break (2) n/a n/a n/a
pillow/cushion n/a n/a standard
ankle weights n/a n/a 2-26 lb.

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References

  1. National Cord Injury Statistical Center. Facts and Figures at a Glance. , University of Alabama at Birmingham. Birmingham, AL. (2016).
  2. Gorgey, A., Dolbow, D., Dolbow, J., Khalil, R., Castillo, C., Gater, D. Effects of spinal cord injury on body composition and metabolic profile-Part I. J Spinal Cord Med. 37 (6), 693-702 (2014).
  3. Castro, M., Apple, D., Hillegass, E., Dudley, G. Influence of complete spinal cord injury on skeletal muscle cross-sectional area within the first 6 months of injury. Eur J Appl Physiol O. 80 (4), 373-378 (1999).
  4. Gorgey, A., Dudley, G. Skeletal muscle atrophy and increased intramuscular fat after incomplete spinal cord injury. Spinal Cord. 45 (4), 304-309 (2007).
  5. Elder, C., Apple, D., Bickel, C., Meyer, R., Dudley, G. Intramuscular fat and glucose tolerance after spinal cord injury - a cross-sectional study. Spinal Cord. 42 (12), 711-716 (2004).
  6. Monroe, M., Tataranni, P., Pratley, R., Manore, M., Skinner, J., Ravussin, E. Lower daily energy expenditure as measured by respiratory chamber in subjects with spinal cord injury compared with control subjects. Am J Clin Nutr. 68 (6), 1223-1227 (1998).
  7. Buchholz, A., Pencharz, P. Energy expenditure in chronic spinal cord injury. Curr Opin Clin Nutr. 7 (6), 635-639 (2004).
  8. Buchholz, A., McGillivray, C., Pencharz, P. Physical activity levels are low in free-living adults with chronic paraplegia. Obes Res. 11 (4), 563-570 (2003).
  9. Olle, M., Pivarnik, J., Klish, W., Morrow, J. Body composition of sedentary and physically active spinal cord injured individuals estimated from total body electoral conductivity. Arch Phys Med Rehab. 74 (7), 706-710 (1993).
  10. Mollinger, L., et al. Daily energy expenditure and basal metabolic rates of patients with spinal cord injury. Arch Phys Med Regab. 66 (7), 420-426 (1985).
  11. Gater, D. Obesity after spinal cord injury. Phys Med Rehabil Cli. 18 (2), 333-351 (2007).
  12. Khalil, R., Gorgey, A., Janisko, M., Dolbow, D., Moore, J., Gater, D. The role of nutrition in health status after spinal cord injury. Aging Dis. 4 (1), 14-22 (2013).
  13. Gorgey, A., et al. Frequency of Dietary Recalls, Nutritional Assessment, and Body Composition Assessment in Men with Chronic Spinal Cord Injury. Arch Phys Med Rehab. 96 (9), 1646-1653 (2015).
  14. Bauman, W., Spungen, A. Carbohydrate and lipid metabolism in chronic spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 24 (4), 266-277 (2001).
  15. Bauman, W., Spungen, A. Disorders of carbohydrate and lipid metabolism in veterans with paraplegia or quadriplegia: a model of premature aging. Metabolism. 43 (6), 749-756 (1994).
  16. Bauman, W., Spungen, A., Zhong, Y., Rothstein, J., Petry, C., Gordon, S. Depressed serum high density lipoprotein cholesterol levels in veterans with spinal cord injury. Paraplegia. 30 (10), 697-703 (1992).
  17. Nash, M., Mendez, A. A guideline-driven assessment of need for cardiovascular disease risk intervention in persons with chronic paraplegia. Arch Phys Med Rehab. 88 (6), 751-757 (2007).
  18. Aksnes, A., Hjeltnes, N., Wahlstrom, E., Katz, A., Zierath, J., Wallberg-Henriksson, H. Intact glucose transport in morphologically altered denervated skeletal muscle from quadriplegic patients. Am J Physiol. 271 (3), E593-E600 (1996).
  19. Dudley, G., Castro, M., Rogers, S., Apple, D. A simple means of increasing muscle size after spinal cord injury: a pilot study. Eur J Appl Physiol O. 80 (4), 394-396 (1999).
  20. Mahoney, E., et al. Changes in skeletal muscle size and glucose tolerance with electrically stimulated resistance training in subjects with chronic spinal cord injury. Arch Phys Med Rehab. 86 (7), 1502-1504 (2005).
  21. Gorgey, A., Shepherd, C. Skeletal muscle hypertrophy and decreased intramuscular fat after unilateral resistance training in spinal cord injury: case report. J Spinal Cord Med. 33 (1), 90-95 (2010).
  22. Gorgey, A., Mather, K., Cupp, H., Gater, D. Effects of resistance training on adiposity and metabolism after spinal cord injury. Med Sci Sport Exer. 44 (1), 165-174 (2012).
  23. Ryan, T., Brizendine, J., Backus, D., McCully, K. Electrically induced resistance training in individuals with motor complete spinal cord injury. Arch Phys Med Rehab. 94 (11), 2166-2173 (2013).
  24. Gorgey, A., et al. Feasibility Pilot using Telehealth Video-Conference Monitoring of Home-Based NMES Resistance Training in Persons with Spinal Cord Injury. Spinal Cord Ser Cases. 3 (17039), (2017).
  25. Gater, D., Dolbow, D., Tsui, B., Gorgey, A. Functional electrical stimulation therapies after spinal cord injury. NeuroRehabilitation. 28 (3), 231-248 (2011).
  26. Gorgey, A., Dolbow, D., Dolbow, J., Khalil, R., Gater, D. The effects of electrical stimulation on body composition and metabolic profile after spinal cord injury - Part II. J Spinal Cord Med. 38 (1), 23-37 (2015).
  27. Dolbow, D., Gorgey, A., Khalil, R., Gater, D. Effects of a fifty-six month electrical stimulation cycling program after tetraplegia: case report. J Spinal Cord Med. 40 (4), 485-488 (2016).
  28. Dolbow, D., Gorgey, A., Gater, D., Moore, J. Body composition changes after 12 months of FES cycling: case report of a 60-year-old female with paraplegia. Spinal Cord. 1 (S3-S4), (2014).
  29. Gorgey, A., Cho, G., Dolbow, D., Gater, D. Differences in current amplitude evoking leg extension in individuals with spinal cord injury. NeuroRehabilitation. 33 (1), 161-170 (2013).
  30. Wade, R., Gorgey, A. Skeletal muscle conditioning may be an effective rehabilitation intervention preceding functional electrical stimulation cycling. Neural Regen Res. 11 (8), 1232-1233 (2016).
  31. Mohr, T., Dela, F., Handberg, A., Biering-Sørensen, F., Galbo, H., Kjaer, M. Insulin action and long-term electrically induced training in individuals with spinal cord injuries. Med Sci Sports Exer. 33 (8), 1247-1252 (2001).
  32. Jeon, J., et al. Improved glucose tolerance and insulin sensitivity after electrical stimulation-assisted cycling in people with spinal cord injury. Spinal Cord. 40 (3), 110-117 (2002).
  33. Kjaer, M., et al. Fatty acid kinetics and carbohydrate metabolism during electrical exercise in spinal cord-injured humans. Am J Physiol-Reg I. 281 (5), R1492-R1498 (2001).
  34. Hettinga, D., Andrews, B. Oxygen consumption during functional electrical stimulation assisted exercise in persons with spinal cord injury: implications for fitness and health. Sports Med. 38 (10), 825-838 (2008).
  35. Yarar-Fisher, C., Bickel, C., Windham, S., McLain, A., Bamman, M. Skeletal muscle signaling associated with impaired glucose tolerance in spinal cord-injured men and the effects of contractile activity. J Appl Physiol. 115 (5), 756-764 (1985).
  36. Yarar-Fisher, C., Bickel, C., Kelly, N., Windham, S., Mclain, A., Bamman, M. Mechanosensitivity may be enhanced in skeletal muscles of spinal cord-injured versus ablebodied men. Muscle Nerve. 50 (4), 599-601 (2014).
  37. Gorgey, A., Mahoney, E., Kendall, T., Dudley, G. Effects of neuromuscular electrical stimulation parameters on specific tension. Eur J Appl Physiol. 97 (6), 737-744 (2006).
  38. Gorgey, A., Black, C., Elder, C., Dudley, G. Effects of electrical stimulation parameters on fatigue in skeletal muscle. J Orthop Sports Phys. 39 (9), 84-92 (2009).
  39. Gorgey, A., et al. Effects of Testosterone and Evoked Resistance Exercise after Spinal Cord Injury (TEREX-SCI): study protocol for a randomised controlled trial. BMJ Open. 7 (4), (2017).
  40. Nelson, M., et al. Metabolic syndrome in adolescents with spinal cord dysfunction. J Spinal Cord Med. 30 (s1), 127-139 (2007).
  41. Ashley, E., et al. Evidence of autonomic dysreflexia during functional electrical stimulation in individuals with spinal cord injuries. Paraplegia. 31 (9), 593-605 (1993).
  42. Hasnan, N., et al. Exercise responses during functional electrical stimulation cycling in individuals with spinal cord injury. Med Sci Sports Exer. 45 (6), 1131-1138 (2013).
  43. Fornusek, C., Davis, G., Russold, M. Pilot study of the effect of low-cadence functional electrical stimulation cycling after spinal cord injury on thigh girth and strength. Arch Phys Med Rehab. 94 (5), 990-993 (2013).
  44. Gorgey, A., Poarch, H., Dolbow, D., Castillo, T., Gater, D. The Impact of adjusting pulse durations of functional electrical stimulation cycling on energy expenditure and fatigue after spinal cord injury. J Rehabil Res Dev. 51 (9), 1455-1468 (2014).
  45. Ryan, A., Ivey, F., Prior, S., Li, G., Hafer-Macko, C. Skeletal muscle hypertrophy and muscle myostatin reduction after resistive training in stroke survivors. Stroke. 42 (2), 416-420 (2011).
  46. Sabatier, M., et al. Electrically stimulated resistance training in SCI individuals increases muscle fatigue resistance but not femoral artery size or blood flow. Spinal Cord. 44 (4), 227-233 (2006).
  47. Johnston, T., et al. Musculoskeletal Effects of 2 Functional Electrical Stimulation Cycling Paradigms Conducted at Different Cadences for People With Spinal Cord Injury: A Pilot Study. Arch Phys Med Rehab. 97 (9), 1413-1422 (2016).
  48. Gorgey, A., Cho, G., Dolbow, D., Gater, D. Differences in current amplitude evoking leg extension in individuals with spinal cord injury. NeuroRehabilitation. 33 (1), 161-170 (2013).
  49. Gorgey, A., Martin, H., Metz, A., Khalil, R., Dolbow, D., Gater, D. Longitudinal changes in body composition and metabolic profile between exercise clinical trials in men with chronic spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 39 (6), 699-712 (2016).

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व्यवहार समस्या १३२ रीढ़ की हड्डी में चोट पुनर्वास neuromuscular विद्युत उत्तेजना कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना प्रतिरोध प्रशिक्षण cardiometabolic
रीढ़ की हड्डी में चोट के बाद निचले उग्रवाद विद्युत उत्तेजना प्रशिक्षण के मानदंड
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Gorgey, A. S., Khalil, R. E.,More

Gorgey, A. S., Khalil, R. E., Lester, R. M., Dudley, G. A., Gater, D. R. Paradigms of Lower Extremity Electrical Stimulation Training After Spinal Cord Injury. J. Vis. Exp. (132), e57000, doi:10.3791/57000 (2018).

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