Alt ekstremite elektriksel stimülasyon eğitim Medulla Spinalis Yaralanmalarında sonra paradigmalar

Bu ABD'de yaklaşık 282,000 kişi şu anda Medulla Spinalis yaralanması (SCI)¹ile yaşayan tahmin edilmektedir. Ortalama olarak, kabaca her yıl, öncelikle tarafından motorlu araç çöküyor, şiddet ve spor etkinlikleri¹eylemleri neden 17.000 yeni durumlar vardır. SCI için sub-lesional duyu ve/veya motor kayıp lider kısmi veya toplam kesinti sinirsel iletim genelinde ve yaralanma², seviyesinin altında sonuçlanır. Yaralanma sonra yaralanma seviyesinin altında iskelet kas aktivitesinin önemli ölçüde, yağsız kitle ve Ektopik yağ dokusu veya kas içi yağ (IMF) eşlik eden infiltrasyonu hızlı bir düşüş önde gelen azalır. Alt ekstremite kas iskelet yaralanma, ilk yıl^3,4sonu devam eden ilk birkaç hafta içinde önemli Atrofi deneyimleri çalışmalar göstermiştir. En kısa zamanda göre sub-lesional kas boyutu bir 18-%46 düşüşü yaş ve engelsiz gövdeli denetimlere ağırlık eşlemeli 6 hafta sonrası yaralanma, tam SCI deneyimli olan kişiler. 24 hafta sonrası yaralanma, kas iskelet kesit alanı (CSA) 30-%50³düşük olabilir. Gorgey ve Dudley kas iskelet orijinal boyutun % 43 4,5 ay sonrası yaralanma ve ünlü bir üç kez daha fazla miktarda IMF kişi eksik SCI için engelsiz cüsseli karşılaştırıldığında ile⁴denetler Atrofi devam ediyor gösterdi. Metabolik olarak aktif yağsız kütle kaybı Bazal metabolik hızı (BMR)^2,6, hangi hesapların için ∼65-% 70 toplam günlük enerji harcaması bir azalma sonucunda; BMR böyle indirimleri bir zararlı enerji dengesizliği açabilir ve artan obezite sonra yaralanma^{2,7,8,9,10,18}. Artan obezite olmuştur hipertansiyon gibi kronik ikincil koşulları gelişimine bağlı, tip II diabetes mellitus (T2DM) ve kalp-damar hastalıkları^{2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18}. Ayrıca, SCI kiþiler, kulaklarýnda yetersiz beslenme ve yüksek yağlı diyet güvenilmesi muzdarip olabilir. Diyet yağ alımı için kişi büyük olasılıkla SCI ile yağ kütlesinin % 29-34 artan obezite ve obezite SCI nüfus^12,13içinde artan yaygınlığı açıklayan bir faktör sorumlu olabilir.

Nöromüsküler elektriksel stimülasyon uyarılmış direnç (NMES-RT) eğitim hipertrofisi felç kas iskelet^{19,20,21,22,23ikna etmek için dizayn edilmiştir, 24}. Haftada iki kez NMES-RT, iskelet kas CSA tüm uyluk, diz ekstansiyon ve artan % 28, % 35 ve % 16, sırasıyla²²tarafından diz fleksör kas gruplarını aşağıdaki on iki hafta. Dudley ve ark. altı hafta sonrası yaralanma¹⁹, 8 hafta haftada NMES-RT geri diz ekstansiyon kas boyutu için özgün boyutu % 75'i gösterdi. Ayrıca, Mahoney ve ark. aynı iletişim kuralını kullanılmaktadır ve sağ % 35 ve % 39 artış kaydetti ve rektus kemiği kasları NMES-RT²⁰12 hafta sonra yaptı.

Bisiklete binme fonksiyonel elektriksel stimülasyon-alt ekstremite (FES-LEC) alt ekstremite kas gruplarını SCI^25,26sonra egzersiz için kullanılan bir tekniktir ortak rehabilitasyon. NMES-RT farklı olarak, artan hipertrofisi neden olabilir 6 kas gruplarını uyarılması FES-LEC dayanan ve kardiyometabolik gelişmeler profil^{10,25,26,27, 28}. Dolbow ve ark. Bu toplam vücut yağsız kitle FES-LEC 56 ay içinde SCI²⁷ile bireysel takip % 18.5 artışla buldum. Üç kez haftalık FES-LEC, parapleji ile 60 yaşındaki bir kadın, on iki ay takip deneyimli toplam vücut % 7,7 artış yağsız kitle ve bacak %4.1 artış yalın kitle²⁸. Fonksiyonel elektriksel stimülasyon (FES) rutin kullanımı risk faktörleri SCI^10,25,26sonra iyileşme kardiyometabolik koşulları ile ilişkilidir.

Elektriksel stimülasyon eğitim için ideal aday motor ya tam ya da eksik yaralanmaları, bozulmamış periferik motor nöronlar ve sınırlı alt ekstremite hissi ile olacaktır. Geçerli el yazması, NMES-RT ve FES-LEC kişi kronik Bilimleri ile elektriksel stimülasyon eğitim sonuçlarını geliştirmek için tasarlanmış kullanarak birleştirilmiş bir yaklaşım açıklar NMES-RT sürecinin ayak bileği ağırlıkları kullanarak özetlenen, protokol ve genel yarar içinde önemli adımlar vurgulayarak süre ile kronik bilm kişilere müdahale sağlar İkinci amaç FES-LEC müdahale genel kardiyometabolik etkisini en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmış süreci tarif etmektir. Önceki çalışma bizim akılcı bir kombine eğitim protokolü daha büyük sonuçlar elektriksel stimülasyon eğitim^{20,21,22,23,24 24 hafta takip yaratamayacak olabilir doğruladı ,25,26,31,32,33,34,35,36}.

Bu el yazması açıklanan eğitim protokolü clinicaltrials.gov tanımlayıcısı (NCT01652040) ile kayıtlıdır. Eğitim programı ile ayak bileği ağırlıkları ve FES-LEC NMES-RT içerir. Tüm gerekli ekipman Tablo 2' de listelenmiştir. Çalışma Protokolü ve aydınlatılmış onam incelenmeli ve Richmond VAMC kurumsal inceleme Kurulu (IRB) ve Virginia Commonwealth Üniversitesi (VCU) IRB tarafından onaylanmalıdır. Tüm çalışma yordamları açıklanmıştır duruşma başlamadan önce her katılımcı için ayrıntı.

1. katılımcı işe alım

1. Potansiyel katılımcı ile bir ön eleme değerlendirme gerçekleştirmek.
   1. İyice çalışma (24 hafta), kere her hafta (iki haftalık) ve oturum uzunluğu uzunluğu dahil olmak üzere eğitim protokolü ayrıntılarını açıklamak (NMES-RT: 30 dk ve FES-LEC: 45-60 dakika).
      Not: FES-LEC tarafından 12 hafta takip ettim ilk on iki hafta, NMES-RT yapılır.
   2. Potansiyel katılımcı dahil için tıbbi gereksinimlerini tanımlamak: erkek veya kadın SCI, Amerikan Spinal yaralanma sınıflandırma (AIS) A, B veya C (ayağa kalk ve yürü edemiyoruz bir AIS "C" sınıflandırma sahip olanlar) ile 18 için 65 yaşında, 1 yıl daha büyük sonrası yaralanma, vücut kitle indeksi (VKİ) ≤ 30 kg/m², motor tam ya da eksik C5-L2 seviyesi yaralanma.
   3. Potansiyel katılımcı dahil gereken tıbbi kısıtlamalar açıklanmaktadır: kardiyovasküler hastalık, kontrolsüz tip II diyabet tanısı veya insülin, kontrolsüz hipertansiyon, üzerlerinde baskı yaralar sahne 3 veya üstü, idrar yolu enfeksiyonu ya da belirtiler, osteoporoz ile T-Score-2.5 ve gebelik Bilimleri ile kadınlar için

2. NMES-RT

1. Katılımcı seçtiğin bu kullanıcı mesane geçersiz kılar emin olun ve dinlenme kan basıncı ve nabız ölçmek. Katılımcı tekerlekli sandalyede otururken, katılımcının seçtiğin bu kullanıcı ayakkabını çıkar talimat. O zaman, baldır bacak diz fleksiyon sırasında rahatlatmak için arkasında bir yastık koyun. Ayak bileği ağırlıkları (0-26 lbs.) (Resim 1) katılımcının ayak bilekleri için geçerlidir.
   Not: İlk 2 oturum yürütülmektedir katılımcının yer çekimine karşı seçtiğin bu kullanıcı bacak kaldırma emin olmak için ayak bileği ağırlıkları olmadan.
2. İki 7.5 cm x 12,7 cm yapışkanlı karbon elektrotlar bilateral diz ekstansiyon kas grubu üzerinde cilt üzerinde uygulayın.
   1. Distal elektrot ~1/3 diz kapağı ve kasık kat ve medial kuadriseps orta hat için arasındaki mesafe koyun. Elektrot kalçadan diz eklemleri (Şekil 2) çalışan orta hat eksenine boyuna ve paralel yerleştirin.
   2. Proksimal elektrot yanal yer kasık kat vastus okuli kas üzerinde yan yana. Elektrot boyuna ve paralel orta hat eksen (Şekil 2) yerleştirin.
3. Taşınabilir bir uyarıcı 30 Hz frekans ve 450 µs bifazik dikdörtgen darbe genişliği ayarla ve 50 µs aralığı^{19,20,21,22,23,24 interpulse ,37,38,39}. Elektroda için uyarıcı kabloları.
   Not: elektrotlar doğru yerleştirilmiş durumda olduğu sürece elektrotlar polarite stimülasyon desen etkilemez.
4. Göze çarpan bir görünür gerginlik diz ekstansiyon kas grubunda kabul edilmektedir kadar sağ bacak ile başlayarak, geçerli yavaş yavaş artırın. Yavaş yavaş tam diz uzantısı (azami 200 mA) uyandırmak için geçerli rampa devam. Bacak harekete geçirmek motor üniteleri en fazla gerginlik uyandırmak için 3-5 s için genişletilmiş kalmasını sağlar.
5. Bu aşağıdaki bacak uzatmak ve bacak eccentrically taşımak için gereken % 50 hedef geçerli başlangıç pozisyonuna geri kadar yavaş yavaş geçerli azaltın. Kaydı geçerli genlik tam bacak uzatma uyandırmak için gerekli.
6. 4 set 10 reps her bacak ve alternatif sağ ve sol bacak arasına dahil olmak üzere tek taraflı eğitimi tamamlayın. 3-5 s her yinelenişi arasındaki ve kümeleri arasındaki 3 dk dinlenmeye bacak izin. Katılımcı tam diz uzantısı ulaşmazsa, hareket % aralığını kaydetmek ve yinelemeleri arasındaki süreyi artırır.
   Not: Kas yorgunluğu iki ardışık tekrarlar ile a sıra-in hareket ≤ % 25 olarak tanımlanır.
7. Her biri dört setleri girişiminde bulunan, ancak katılımcı kas yorgunluğu karşılaşırsa, geçerli kümesi sona erdirip eğitim ters bacağına devam etmek. Tam diz uzantısı 2 ardışık eğitim toplantıları için kas yorgunluğu elde edilir, ayak bileği ağırlıkları 2 lbs. eğitim aşağıdaki hafta ekleyin.

3. FES-LEC

1. Katılımcının dinlenme kan basıncı ve nabız ölçer. Seçtiğin bu kullanıcı kişisel güç veya manuel tekerlekli sandalye (şekil 3a, şekil 3b) oturmuş katılımcı FES Küreði bisiklet (Tablo reçetesi) önünde konumlandırın.
2. Fleksiyon ve gluteus maksimus kas gruplarını bilateral diz, diz ekstansiyon yapışkanlı karbon elektrotlar uygulanır.
   1. Diz Kasıldıkları için distal elektrot (7,5 x 12,7 cm) cilt üzerinde yer 1/3 patella ve vastus medialis kas üzerinde kasık katlama arasındaki mesafe. Proksimal elektrot yanal yerleştirin ve kasık kat vastus üzerinde bitişik okuli kas (şekil 4a).
   2. Diz fleksör için distal elektrot (7,5 x 10 cm) cilt üzerinde yer 2-3 cm popliteal fossa yukarıda. Proksimal elektrot 20 cm yukarısında popliteal fossa (şekil 4b) yerleştirin. Distal elektrot hareketini önlemek için güvenli elektrot (şekil 3a) konumlandırma için elastik bir şal uygulama.
   3. Gluteus maksimus için öne doğru Küreði eğil katılımcının talimat. İki elektrot (5 x 9 cm) paralel ve kas göbek toplu yer; izin ~ iki elektrot arasındaki ayrımı genişliğini parmak.
3. Katılımcıyla seçtiğin bu kullanıcı tekerlekli sandalyede oturmuş ve önünde Küreði merkezli, kabloları Stimülatörü her 12 elektrotlar için bağlanma. Ön kontrol ve geri Küreði katılımcı emin olun doğru olarak ortalanır.
4. Katılımcının tekerlekli sandalye kilitli olduğunu emin olun ve katılımcının feet (tenis ayakkabıları giyen) (şekil 6) pedallar içinde yavaşça yerleştirin. Alt bacak kapsayan bir kumaş sarılmış elastik askıları kullanarak Küreði için güvenli. Katılımcının ayak iki geçiş elastik askıları ve her yaprağı (şekil 5) yer alan Velcro ile yere güvenli.
5. Çemberleme sonra Küreði bacaklarda pasif hareket bacaklar çok Bisiklete binme desen gözlemlemek. Bacaklar çok sıkıştırılmış veya hyperextended, Bisiklet yüksekliğini ayarlayın ve pasif bacak hareket ettirerek konumu yeniden denetleyin.
6. Katılımcının tekerlekli sandalye kullanarak Küreði tabanında bulunan iki uzatılabilir kanca Küreði ile güvenli. Tekerlekli sandalye (şekil 5) altında istikrarlı bir yapı için kancalar bağlayın. Bisiklete binme sırasında sandalye herhangi bir hareketi engellemek için tekerlekli sandalye, tekerlekli altında iki ahşap sonları koyun.
7. 33,3 Hz, darbe süresi için 350 µs ve 140, 100, 100 için geçerli genlik stimülasyon sıklığını belirleme mA diz ekstansiyon, diz fleksiyon ve gluteus maksimus kas grupları, anılan sıraya göre.
8. Döngüsü parametreleri aşağıdaki gibi ayarlayın: hedef hızını 40-45 devir / dakika (RPM); 10, başlangıç ayarlanabilir motor tork Nm; direnç 1.0, egzersiz için 1.5 ve 2.0 Nm aşamalarında ı, II ve III.
9. Aralığı eğitim parametreleri aşağıdaki gibi ayarlayın: 3 dk "ısınmak" faz; Üç 10dk aşamaları egzersiz (stimülasyon); bir 2 dk dinlenme faz aşağıdaki her egzersiz sahne; ve 3 dak "sakin olun" aşaması.
10. Otonomik disrefleksi herhangi bir belirti oluşumunu önlemek için ölçü kan basıncı ve kalp hızı her 2-5 min yaralanma (üstünde veya altında T4), düzeyine göre.
11. Kan basıncı yüksek kalırsa, Küreði durdurmak ve katılımcının seçtiğin bu kullanıcı mesane geçersiz veya zaten hükümsüz rahat talimat. Buna ek olarak, katılımcı herhangi bir basınç noktaları azaltır ve ayakkabı ya da herhangi bir kayış aşırı sıkılır olmadığını kontrol etmek için düzgün oturduğundan emin olun. Kan basıncı her 2 dk yakından izleriz. Kan basıncı kurtarır, eğitim devam; Kan basıncı unrecovered kalırsa, oturumu sonlandırmak ve katılımcı seçtiğin bu kullanıcı birincil bakım doktoru görmek için talimat.
    Not: Katılımcılar sürekli onların kan basıncı ilaç varsa sağlayın ve onların mesane FES Bisiklete binme önce geçersiz için çok önemlidir.
12. Katılımcının kalp hızı, hız, güç, mesafe, direnç ve % stimülasyon her 30 kayıt s.
13. Katılımcı bir tüm egzersiz oturumu yorgunluk olmadan tamamlarsa (hız < 18 RPM etkin Bisiklete binme sırasında), servo motor tork yardım 1 azaltıp Nm aşağıdaki oturum, aksi halde tutmak tüm parametreleri aynı.
14. Katılımcı iki egzersiz eğitim toplantıları yorgunluk veya servo motor yardım egzersiz aşamaları sırasında kullanımı olmadan tamamlarsa, 0,5 tarafından direncini artırmak Nm her egzersiz aşamasında.

Ayak bileği ağırlıkları NMES-RT (şekil 6a) 16 hafta boyunca 22 katılımcılar için giderek arttı. Katılımcılar tarafından kaldırdı ortalama ağırlıkları olduğunu 19,6 ± 6.5 lb (sağ bacak) ve 20 ± 6 lbs. (sol bacak) [8-24 lb.]. Sağ ve sol bacak (şekil 6b) için duruşma boyunca geçerli genlik dalgalanma.

İlerleme bireyin motorlu tam SCI FES-LEC eğitim 12 hafta aşağıdaki Tablo 1' de vurgulanır. Sonuçlar FES-LEC ile artan volan direnci için 12 hafta boyunca eğitim dengelemek için geçerli stimülasyon yüzdesi bir artış olduğunu gösterir. Volan direnci artmış tarafından 3 - 4 kez her 3 etap 12 haftalık eğitim boyunca (Tablo 1). Direniş 1,6 5,1 için ilerledi Nm (evre ı), 2.12-5,5 Nm (evre II) ve 2.12-5,5 Nm (Aşama III). Her 10 min sahne 2 dk dinlenme dönemi katılımcılar pasif 0.77 karşı sağlanıncaya tarafından serpiştirilmiş oldu fazlalaştı Nm.

Son olarak, güç çıkışı 2 - 4 kez her hafta 1 ile 12 (Tablo 1). hafta arasındaki 3 kademeli bir artış. Güç 4'ten (evre ı) 14 W, 5.4 için 11.24 W (evre II) ve 2.6-11 W (Aşama III) için ilerledi.

Şekil 1. Yüzey elektrotlar, uyarıcı, ikili ayak bileği ağırlıkları ve yastık yastık gösteren NMES-RT Kur. On tekrar dört setleri için sağ ve sol bacağı tamamlanır. Her kas yorgunluğu yapıldığında ağırlıkları tarafından 2 lbs. her hafta giderek artmıştır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2. Diz ekstansiyon yüzey elektrotlar NMES-RT. sırasında kullanılan Bir elektrot ~1/3 diz kapağı ve kasık kat ve medial kuadriseps orta hat için arasındaki mesafe yerleştirilir. İkinci bir elektrot vastus okuli kas üzerinde yan yana yerleştirilmiş ve kasık kat bitişik. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3. Anterior (a) ve yanal (b) sayısı Bisiklet kurulum sırasında FES-LEC. Katılımcı onun tekerlekli sandalyede oturmuş ve FES gerçekleştirmek için bisiklet güvenli Bisiklete binme. Elastik tamamladı distal diz fleksiyon elektrotlar güvenliğini sağlamak için her bacak sarılır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 4. (A) FES-LEC ve diz fleksiyon sırasında diz ekstansiyon yüzey elektrotları elektrotlar (b) yüzey. (a) bir elektrot ~1/3 diz kapağı ve kasık kat ve medial kuadriseps orta hat için arasındaki mesafe yerleştirilir. İkinci bir elektrot vastus okuli kas üzerinde yan yana yerleştirilmiş ve kasık kat bitişik. (b) bacak desteklerken, ciltte bir elektrot yerleştirilir 2-3 cm yukarıda popliteal fossa; İkinci elektrot 20 cm popliteal fossa yukarıda yer alıyor. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 5. Katılımcının ayak pedal için her yaprağı üzerinde bulunan iki elastik askıları crossing tarafından sabitlenir. Bu kayışlar sıkıca ayak karşı Bisiklete binme direniş arttı zaman hareket etmesini engellemek için güvenli olduğundan önemlidir. Hastanın tekerlekli bisiklet tabanında bulunan iki uzatılabilir kancalar kullanarak bisiklet için güvenli. Tekerlekli sandalye ile İliştirildikten sonra bu kancalar krank ve herhangi bir bolluk kaldırmak için sıkılır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 6. Ayak bileği ağırlıkları (libre) NMES-RT 16 hafta ve geçerli genlik (mA) NMES RT. 16 hafta boyunca ilerlemesini boyunca 22 katılımcıların ilerlemesini (a) ağırlık katılımcının 4 set 10 tekrar kas yorgunluğu olmadan tamamlarsanız tarafından 2 lbs. haftalık artış olmuştur. (b) eğitim sırasında geçerli genlik yavaş yavaş bacak tam diz uzantısı getirmek için yükseltilmiştir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Tablo 1: geçerli genlik, volan direnci ve güç çıkışı uyarılması yüzde artış FES-LEC 12 hafta içinde Sci ile bir birey boyunca Kas yorgunluğu (hız < 18 rpm) kanıt olmadan 2 oturum tamamlanmışsa direnç her hafta yükseltilmiştir. Yüzde stimülasyon 12 hafta eğitim giderek arttı. Güç çıkışı her artımlı egzersiz aşamasında ve eğitim boyunca arttı. Not: 12 hafta-in NMES RT. bitirdikten sonra 12 hafta FES-LEC, tamamlanmış bir katılımcı veridir

Yazarlar ifşa gerek yok.