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Abstract
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Protocol
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行为学

Paradigmas de formação de estimulação elétrica de extremidade inferior após lesão medular

Published: February 01, 2018
doi:
10.3791/57000
, , , ,
1Spinal Cord Injury and Disorders Service,Hunter Holmes McGuire VAMC, 2Department of Physical Medicine and Rehabilitation,Virginia Commonwealth University, 3Deceased, Department of Kinesiology,The University of Georgia, 4Department of Physical Medicine and Rehabilitation,Penn State Milton S. Hershey Medical Center

Summary

Lesão da medula espinhal é uma condição médica traumática que pode resultar em riscos elevados de crônicos distúrbios metabólicos secundários. Aqui, apresentamos um protocolo utilizando treinamento de superfície estimulação elétrica neuromuscular-resistência em conjunto com extremidades de baixa estimulação elétricas funcionais ciclismo como uma estratégia para amenizar vários destes problemas médicos.

Abstract

Atrofia do músculo esquelético, aumento de adiposidade e reduzida atividade física são as principais alterações observadas após lesão da medula espinhal (SCI) e estão associados com numerosas consequências para a saúde Cardiometabólica. Essas alterações são susceptíveis de aumentar o risco de desenvolver condições crônicas secundárias e afetar a qualidade de vida em pessoas com Sci. superfície resistência de estimulação elétrica neuromuscular evocada formação (EENM-RT) foi desenvolvida como uma estratégia para atenuar o processo de atrofia do músculo esquelético, diminuir a adiposidade ectópica, melhorar a sensibilidade à insulina e aumentar a capacidade mitocondrial. No entanto, a EENM-RT é limitado a apenas um grupo único músculo. Envolver vários grupos musculares dos membros inferiores pode maximizar os benefícios de saúde do treinamento. Extremidade de baixa estimulação elétrica funcional ciclismo (FES-LEC) permite a ativação de 6 grupos musculares, que é provável que evocam maior adaptação metabólica e cardiovascular. Conhecimento adequado dos parâmetros de estimulação é a chave para maximizar os resultados da formação de estimulação elétrica em pessoas com Sci. adotando estratégias para uso a longo prazo de EENM-RT e FES-LEC durante a reabilitação pode manter a integridade do sistema músculo-esquelético, um pré-requisito para ensaios clínicos, com o objetivo de restaurar a andar após lesão. O manuscrito atual apresenta um protocolo combinado usando EENM-RT antes da FES-LEC. Nós hypothesize que os músculos condicionados para 12 semanas antes de ciclismo será capazes de gerar um poder maior, ciclo contra uma resistência mais elevada e resultar em maior adaptação em pessoas com Sci.

Introduction

Estima-se que aproximadamente 282.000 pessoas nos Estados Unidos estão vivendo atualmente com medular lesão (SCI)1. Em média, há cerca de 17.000 novos casos por ano, principalmente causados por acidentes de automóvel, atos de violência e de actividades desportivas1. SCI resulta na interrupção parcial ou total da transmissão neural do outro lado e abaixo do nível da lesão2, levando a perda sensorial e/ou motor sub-lesional. Após a lesão, a atividade do músculo esquelético, abaixo do nível da lesão é muito reduzida, levando a um rápido declínio na massa magra e infiltração concomitante de gravidez ectópica tecido adiposo, ou gordura intramuscular (IMF). Estudos têm mostrado que o músculo esquelético de extremidade inferior experiências atrofia significativa dentro as primeiras semanas da lesão, continuando durante todo o fim do primeiro ano3,4. Tão logo pós-lesão de 6 semanas, os indivíduos com SCI completa experiente uma 18-46% de diminuição no tamanho do músculo sub-lesional comparado com idade e peso-abled-bodied controles. Por pós-lesão de 24 semanas, a área transversal do músculo esquelético (CSA) poderia ser tão baixa quanto 30 a 50%3. Esperimente e Dudley mostraram que o músculo esquelético continua a atrofia por 43% do tamanho original 4,5 meses pós-lesão e notou uma três vezes maior quantidade do FMI em pessoas com SCI incompleta em comparação com capacidades diferentes encorpado controla4. Perda de massa magra metabolicamente ativa resulta em uma redução na taxa metabólica basal (TMB)2,6, quais contas para ∼65 – 70% do gasto energético total diário; tais reduções na BMR podem levar a um desequilíbrio de energia prejudicial e aumentando a adiposidade após lesão2,7,8,9,10,18. Adiposidade elevada tem sido ligada ao desenvolvimento de doenças crônicas secundárias, incluindo hipertensão, tipo II diabetes mellitus (T2DM) e doença cardiovascular2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18. Além disso, pessoas com SCI podem sofrer de desnutrição e confiança em uma dieta de alta gordura. Ingestão de gordura dietética pode contabilizar 29 a 34% da massa gorda em pessoas com SCI, que é provavelmente um fator explicando aumento da adiposidade e a crescente prevalência de obesidade dentro da população de SCI12,13.

Resistência de estimulação elétrica neuromuscular evocada formação (EENM-RT) foi projetada para induzir a hipertrofia do músculo esquelético paralisado19,20,21,22,23, 24. Seguir a doze semanas de duas vezes por semana a EENM-RT, músculo esquelético CSA da coxa inteira, extensora e grupos do músculo flexor do joelho aumentados 28%, 35% e 16%, respectivamente,22. Dudley et al. mostrou que 8 semanas duas vezes-semanal do tamanho do músculo de EENM-RT restaurado joelho extensor para 75% do tamanho original em seis semanas pós-lesão19. Além disso, Mahoney et al. utilizado o mesmo protocolo e observou um aumento de 35% e 39% na direita e deixou o músculo reto femoris músculos após 12 semanas de EENM-RT20.

Ciclismo de extremidades funcionais do elétricas baixa estimulação (FES-LEC) é uma técnica de reabilitação comum usada para exercitar-se grupos de músculo de extremidade inferiores depois SCI25,26. Ao contrário de EENM-RT, FES-LEC se baseia na estimulação de 6 grupos musculares, o que pode resultar em maior hipertrofia e melhorias na Cardiometabólica perfil10,25,26,27, 28. Dolbow et al. encontrado o corpo de total magra massa aumentado 18,5% após 56 meses de FES-LEC em um indivíduo com SCI27. Após doze meses de três vezes por semana FES-LEC, uma mulher de 60 ano de idade com paraplegia experiente um aumento de 7,7% no total do corpo inclinar-se em massa e um aumento de 4,1% na perna magra massa28. Uso rotineiro de estimulação elétrica funcional (FES) é associado com melhora nos factores de risco das condições Cardiometabólica após SCI10,25,26.

Candidatos ideais para o treinamento de estimulação elétrica terá qualquer motor lesões completas ou incompletas, com intactos neurônios periféricos e sensação de extremidade inferior limitada. O manuscrito atual, descreve uma abordagem combinada usando EENM-RT e FES-LEC projetado para melhorar os resultados da formação de estimulação elétrica em pessoas com Sci crônica. O processo de EENM-RT usar pesos de tornozelo vai ser delineado, ao destacar as etapas-chave dentro do protocolo e o benefício geral a intervenção proporciona às pessoas com Sci crônica. O segundo tem como objetivo descrever o processo de FES-LEC projetado para maximizar o efeito Cardiometabólica global de intervenção. Trabalhos anteriores afirmou nosso racional que um protocolo de treinamento combinado pode evocar maiores resultados após 24 semanas de estimulação elétrica formação20,21,22,23,24 ,25,26,31,32,33,34,35,36.

Protocol

O protocolo de treinamento descrito neste manuscrito é registrado com clinicaltrials.gov identificador (NCT01652040). O programa de treinamento envolve EENM-RT com pesos nos tornozelos e FES-LEC. Todo o equipamento necessário está listado na tabela 2. O protocolo do estudo e consentimento informado foram revistos e aprovados pelo Richmond Veiga institucional Review Board (IRB) e Virginia Commonwealth University (VCU) IRB. Todos os procedimentos do estudo foram explicados em detalhes para cada particip…

Representative Results

Pesos de tornozelo progressivamente aumentaram para 22 participantes, mais de 16 semanas de EENM-RT (Figura 6a). Os pesos médios levantados pelos participantes foi de 19,6 ± 6,5 lb (perna direita) e ± 20 6 lbs (perna esquerda) [8-24 lb.]. Amplitude atual oscilou durante todo o julgamento para pernas direita e esquerdas (Figura 6b). Progressão de um indivíduo com mo…

Discussion

O atual estudo demonstrou dois paradigmas diferentes de estimulação elétrica. Um paradigma é focada na implementação de carga progressiva para o músculo treinado para evocar a hipertrofia do músculo esquelético e a outro paradigma é destinada principalmente para melhorar o desempenho cardio-metabólicas através de reforço de capacidade aeróbia. O estudo assegurado para comparar os dois paradigmas e para destacar os prós e contras de cada um.

EENM-RT é provado para ser eficaz em …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gostaríamos de agradecer aos participantes que dedicou tempo e esforço para participar nos estudos anteriores. Gostaríamos de agradecer a Hunter Holmes McGuire Instituto de pesquisa e serviços de lesão da medula espinhal e transtornos para fornecer o ambiente para realizar ensaios de pesquisa clínica humana. Ashraf S. Gorgey atualmente é apoiado pelo departamento de assuntos de veteranos, veterano Health Administration, pesquisa de reabilitação e desenvolvimento de serviço (B7867-W) e DoD-CDRMP (W81XWH-14-SCIRP-CTA).

Materials

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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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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