Métodos para cuantificar alteraciones inducida farmacológicamente en la función motora en humanos incompleta de la médula

Para evaluar los efectos de la administración oral aguda de un ISRS (10 mg de escitalopram oxalato, Lexapro, Forest Pharmaceuticals, Inc.) sobre la actividad motora en pacientes con motor incompleta de la médula, un estudio doble ciego, aleatorizado, cruzado controlado con placebo de diseño se emplea. Como parte de los criterios de inclusión, los sujetos estarán obligados a someterse a un período de lavado de 14 días para todos los medicamentos antidepresivos, los medicamentos anti-espástica y otros medicamentos con interacciones conocidas con los ISRS. Dos horas es necesario para cada uno de los protocolos experimentales, que consiste en la evaluación clínica y cuantitativa dinámica estática y cuantitativa. Un retraso de 4,5 horas se da después de la administración de medicamentos (tiempo hasta la concentración plasmática máxima) 7. Los sujetos son otra prueba después de la administración de medicamentos mediante un experimental idéntica puesta en marcha y el paradigma de empleados durante las pruebas de pre-medicación. Después de pre-y post-prueba de la primera medicación (ISRS o placebo), un mínimo de 7 días separan las condiciones de prueba de dos (vida media de los agentes es de aproximadamente 27 horas). Parte 1: Evaluación clínica Ashworth modificada La espasticidad de los músculos cuádriceps y los grupos de los músculos isquiotibiales se cuantifica mediante la escala de Ashworth modificada (harina). El individuo se coloca en posición supina sobre colchoneta. Reflejos espástica se clasifica en una escala 0-4 compuesta de números enteros, además de un grado + 1 ". Los criterios para la clasificación se basa en la siguiente tabla (tabla 1). Para evaluar la espasticidad del cuádriceps, la pierna del paciente se levanta de la camilla y totalmente extendido por el apoyo en el muslo y el tobillo, con la pierna contralateral extendida. Un tramo está prevista para el cuádriceps, proporcionando la flexión pasiva rápido sobre la articulación de la rodilla. La respuesta al estiramiento se cuantifica de acuerdo a la escala siguiente. Para evaluar la espasticidad tendón de la corva, la pierna del paciente se levanta de la camilla y totalmente flexionada por el apoyo en el muslo y el tobillo, con la pierna contralateral extendida. Un tramo se proporciona a los tendones de la corva, proporcionando la extensión pasiva rápido sobre la articulación de la rodilla. La respuesta al estiramiento se cuantifica de acuerdo a la escala siguiente. Las puntuaciones brutas se convierten en una escala ordinal y se suman bilateral para obtener una puntuación compuesta. La médula espinal herramienta de evaluación de los reflejos espástica La magnitud o la duración de los espasmos flexores, extensores de los espasmos, y clonus se cuantifica utilizando la Herramienta de Evaluación del cordón espinal de reflejos espástica (heces) El individuo se coloca en posición supina sobre colchoneta. Reflejos espástica se clasifican en una escala de 0-3 con números enteros. Los criterios de clasificación se basan en la siguiente tabla (tabla 2). Para evaluar los espasmos flexores, las dos piernas estén completamente extendidos con los zapatos del paciente y calcetines eliminado. Un pinchazo se aplica durante 1 segundo para el arco medial del pie del paciente. La magnitud del movimiento del dedo gordo del pie, rodilla y cadera cuantificado de acuerdo a la escala siguiente. Para evaluar los espasmos extensores de la pierna se apoya en el 90 º de flexión de la cadera y 110 º de flexión de la rodilla, con la pierna contralateral extendida. Desde esta posición, la pierna se extendió rápidamente y sepultados en el tapete. La duración de la actividad del cuádriceps visible, señalado por el desplazamiento patelar superior, se cuantifica de acuerdo a la escala siguiente. Para evaluar clonus, la pierna se levanta ligeramente de la estera y el tobillo se encuentra en punto muerto a ligera flexión plantar, con la pierna contralateral extendida. Un tramo de los flexores plantares se entrega a través de la flexión dorsal pasiva rápido del tobillo. La duración de la explosión clónicas se cuantifica de acuerdo a la escala siguiente. Las puntuaciones se resume en y entre las piernas para obtener una puntuación compuesta. Extremidad inferior puntuación motora La capacidad de un individuo a contraer los músculos volitivamente de acuerdo con miotomas se evaluó mediante la puntuación motora de ASIA Bajo las extremidades (LEMS). El individuo se coloca en posición supina sobre colchoneta. La fuerza se clasifica en una escala de 0-5 con números enteros. Los criterios de clasificación se basan en la siguiente tabla (tabla 3). Los flexores de la cadera (L2 miotoma) se evalúan haciendo que el intento de paciente que flexione la cadera desde la posición supina, y la resistencia manual se presenta como necesario. Si el paciente es incapaz de moverse por completo contra la gravedad, la cadera está en rotación externa para disminuir los efectos de la gravedad y la flexión de la cadera se intenta de nuevo. Los extensores de la rodilla (L3 miotoma) se evalúan haciendo que el intento del paciente para extender la rodilla desde una posición de flexión, pivotando sobre el antebrazo de los examinadores, y la resistencia manual se presenta como necesario. Si el paciente es incapaz de moverse por completo contra la gravedad, la cadera está en rotación externa para reducir el correofectos de la gravedad y extensión de la rodilla se intenta de nuevo. El dorsiflexores tobillo (L4 miotoma) se evalúan haciendo que el intento del paciente hasta el tobillo flexión dorsal con la pierna extendida resistencia, manual siempre que sea necesario. Si el paciente es incapaz de mover el tobillo completamente en contra de la gravedad, la cadera está en rotación externa para disminuir los efectos de la gravedad y la flexión dorsal del tobillo es intentar de nuevo. Los extensores de los dedos grandes (miotoma L5) se evalúan haciendo que el intento de paciente que extienda el dedo gordo del pie con la pierna extendida y el tobillo en flexión plantar, la resistencia manual se presenta como necesario. Si el paciente es incapaz de mover los pies totalmente en contra de la gravedad, la cadera está en rotación externa para disminuir los efectos de la gravedad y la extensión del dedo gordo se intenta de nuevo. El plantarflexiors tobillo (S1 miotoma) se evalúan haciendo que el intento de los pacientes a plantar con la pierna extendida con resistencia manual se presenta como necesario. Si el paciente es incapaz de mover el tobillo en todo el rango de la resistencia, la cadera y la rodilla se flexionan para colocar la superficie plantar del pie en la colchoneta y el paciente se le pide que se levantan en sus dedos de los pies. Si el paciente es incapaz de levantarse por completo hasta en sus dedos de los pies, la cadera está en rotación externa para disminuir los efectos de la gravedad y la flexión plantar del tobillo se intenta de nuevo. Menor puntuación motora de las extremidades se calcula sumando los resultados para cada grupo muscular bilateral. Parte 2: evaluaciones cuantitativas estática La velocidad de reflejos de estiramiento depende Utilizando dinamómetros isocinéticos, además de la electromiografía (EMG), un tramo de precisión se puede aplicar y una respuesta cuantitativa se puede evaluar. El individuo está cómodamente sentado en el aparato de ensayo (Sistema Biodex 3, Shirley, Nueva York) EMG de superficie se aplican a los gemelos sóleo y medial. La pierna se une a la placa de pie junto a una de 6 grados de libertad de células de carga (ATX Automatización Industrial, Apex, Carolina del Norte) y el tobillo está alineado eje de la articulación con el centro de la célula de carga. Con el paciente se estira relajada, únicas o múltiples en la flexión dorsal (DF) o plantar (PF) se aplican a varias velocidades de rotación entre 5, 30, 60 y 120 grados / seg Para cuantificar la respuesta del par, las señales del par se filtran a 200Hz, muestreada a 1000 Hz y sincronizado con los datos de EMG. Pares de pasivo y gravitacionales son obtenidos a partir de las perturbaciones de estiramiento lento (5 º / seg) y se restará de los tramos rápidos para calcular la respuesta refleja. Tramos son segmentados para cada excursión DF y PF, mínimo y un par máximo se identifican, y un par máximo se define como la diferencia en los valores. Para cuantificar la respuesta EMG, señales EMG se filtran a 20-450Hz, muestreada a 1000 Hz, sincronizada con los datos de torque. La señal es rectificada y suavizada a 10 Hz paso bajo con un 4 º orden Butterworth filtro recursivo, y el área de la señal de suavizado se calcula para agonistas y antagonistas para todas las excursiones. De perturbaciones, EMG es a menudo presentes después de la cesación de movimiento durante la posición de retención final. Integrada de las zonas EMG se calcula, a partir del inicio de la rotación final conjunto se extiende a la fase de espera de hasta 3 segundos. La fuerza isométrica La cuantificación precisa de la fuerza volitiva se pueden obtener utilizando un dinamómetro isocinético. El individuo está cómodamente sentado en las pruebas de aparatos. EMG de superficie se colocan en los seis principales grupos de músculos de cada pierna y que incluyeron el recto femoral, hamsting medial, vasto lateral, tibial anterior, el sóleo y gemelo interno (2,1 Delsys, Boston, MA). La pierna se une a la placa de pie junto a una de 6 grados de libertad de células de carga y la rodilla se alinea eje de la articulación con el centro de la célula de carga. Con el paciente relajado, el paciente es instruido para generar la fuerza máxima. Para asegurar una producción máxima fuerza volitiva, vigoroso estímulo verbal es proporcionada al paciente por los experimentadores. Cuando el par comienza a disminuir, el estímulo máximo súper se entrega a los agonistas (10 pulsos de 600 ms duración, 100 Hz, 135 V, S48 Grass, West Warwick, RI) a través de 3 "x 5" auto-adhesivo, la placa de gel estimulante electrodos (ConMed Corp, Utica, NY). Par y EMG se recogen y acondicionado como en el tramo dependiente de la velocidad (paso 2). Fuera de línea Para cuantificar la respuesta de par máximo, un par máximo de la señal de alisado se encuentra. Par máximo se define como el par medio producido ± 50 ms de par máximo. Para cuantificar la respuesta EMG, EMG máxima se calcula como la media de la señal actual de 0 a 100 ms antes de par máximo. Para cuantificar el déficit en la activación volitiva, la relación entre la activación central se calcula con la Ecuación 1. En esta ecuación T voluntaria se refiere a la par de voluntarios prouced 100 ms antes de la estimulación eléctrica y Telectrical se refiere al pico eléctrico provocó par de 8. La ecuación # 1 Parte 3: evaluaciones cuantitativas dinámica Pico de velocidad de la cinta Ambulación funcional se evaluó mediante una prueba de esfuerzo gradual para obtener velocidad de la cinta. El sujeto está asegurado en la rueda de ardilla (Bertec, Columbus, OH), utilizando un arnés de seguridad aérea que no restringe el movimiento y no brinda el apoyo del peso corporal. Un monitor de ritmo cardíaco se fija. Un conjunto de marcadores reflectantes se aplica utilizando la plantilla modificada de la Clínica Cleveland (32 marcadores reflectantes). EMG de superficie se colocan en los seis principales grupos de músculos de cada pierna y que incluyeron el recto femoral, hamsting medial, vasto lateral, tibial anterior, el sóleo y gastrocnemious medial (Noraxon, Scottsdale, Arizona) El tema comienza a caminar en la cinta de 0,1 m / s. La velocidad es una mayor velocidad cada 2 minutos en 0,1 m / s. La prueba se termina en tres condiciones La fatiga volitiva Marcha la inestabilidad De acuerdo a la American College of Sports Medicine (ACSM) directrices 9 Índice de esfuerzo percibido = 20 Ritmo cardíaco dentro de los 10 golpes de máxima prevista Respiratorias ecuación de canje = 1,15 La velocidad máxima obtenida durante al menos 1 min, se registra como velocidad de la cinta de pico. Marcha la cinemática Durante la rueda de ardilla caminar varias medidas cinemáticas incluyendo, rango máximo de movimiento, velocidad máxima y la variabilidad se evaluó mediante el sistema de captura de movimiento (Análisis de movimiento, Santa Rosa, CA). La consistencia de la coordinación intralimb entre la cadera y la rodilla se cuantifica mediante el cálculo del coeficiente medio de la correspondencia (ACC, 10). El ACC utiliza una técnica de codificación de vector para analizar la cadera sagital plano y los ángulos de la rodilla en una parcela de ángulo-ángulo. Cámaras de captura de movimiento están calibrados según las recomendaciones de los fabricantes antes de cada uso. Durante la recolección de datos, los datos se realiza un muestreo de 100 Hz de 6 cámaras. En línea, los datos de captura de movimiento se realiza un seguimiento de precisión manual y una época de por lo menos 10 ciclos de paso a la velocidad obtenida en ayunas o antes de publicar los ISRS son aislados para su análisis. Ciclo de la marcha se normaliza a ciento desde el golpe de talón a talón y interpolados mediante un spline cúbico para la cadera y el ángulo de las rodillas. Rodilla cadera ángulo-ángulo trama se construye (Figura 3a). Del promedio del coseno y el seno de la cadera (x) y rodilla (y) normalizada a la longitud del vector (l), respectivamente, para cada intervalo de fotograma a fotograma calculado a través de todas las medidas aisladas para el análisis (Ecuación 1-2). Ecuación # 2 Ecuación # 3 El vector de medias para cada intervalo de fotograma a fotograma se calcula utilizando el promedio de marco a marco de seno y el coseno de valores a través de todas las medidas aisladas para el análisis (ecuación 3). Ecuación # 4 El vector de medias (a), representa la variabilidad continua de los cambios en el intervalo de fotograma a fotograma o la consistencia de la coordinación intralimb entre la cadera y la rodilla durante los ciclos de múltiples pasos (Ecuación 4). Cuando a = 1, el ciclo es perfectamente consistente con valores inferiores a 1 que indica la consistencia cada vez menos intralimb entre las etapas (Figura 3b). Ecuación # 5 La actividad muscular durante la marcha La actividad muscular durante la marcha se cuantifica mediante señales EMG. Para recoger las respuestas de EMG, señales EMG se filtra en hardware 20-450Hz, muestreada a 1000 Hz, mientras que sincroniza con los datos de captura de movimiento. Fuera de línea, las señales son filtradas paso alto a 30Hz para eliminar el movimiento de artefactos de onda completa rectificada y filtrada paso bajo a 20 Hz con un 4 º orden Butterworth recursiva para crear un conjunto lineal. Alisa las señales EMG se normalizan a la forma de andar por ciento y un promedio de entre por lo menos 10 pasos a la velocidad obtenida en ayunas o antes de publicar los ISRS. Los valores normativos de la actividad muscular se realiza mediante una base de datos de los controles sanos para establecer normativas sobre horarios y tiempos de inactividad. La siguiente tabla presenta la actividad normativa de los seis músculos de todo el cy marchaCLE. Normativos sobre el tiempo y los tiempos de apagado para cada músculo se superponen sobre las señales EMG recogida de la materia. El área integrada del tiempo dentro y fuera de tiempo se calculan. El índice de la espasticidad (SI) se calcula mediante la ecuación 5 11. Los resultados representativos se muestra en la figura 3c. Ecuación # 6 Grabaciones metabólica durante la marcha La capacidad cardiorrespiratoria / metabólico se evaluó a través de medidas de consumo máximo de oxígeno (VO2 pico; ml / kg / min) durante la prueba de esfuerzo graduado con un sistema portátil K4b2 metabólico (Cosmed EE.UU. Inc., Chicago IL). Sistema metabólico es calibrado de acuerdo con las recomendaciones del fabricante y se colocará al paciente. Mediciones de referencia de VO2 se obtienen en una posición sentada durante un mínimo de 2 minutos y luego otra vez en posición de pie por un mínimo de 2 min. Una marca interna de usuario controlada en el sistema metabólico se usa para sincronizar los eventos. Mientras caminaba en la cinta el VO2 se recoge con marcas manual proporcionado por el investigador con el aumento de velocidad (cada 2 minutos). Después de la prueba de esfuerzo, los datos se descargan a un ordenador personal para su posterior análisis. Datos de VO2 se analiza el promedio de los últimos minutos de cada época velocidad 2 minutos y se representa para cada velocidad (Figura 3d). Figura 1. Tras la administración oral de los ISRS en un individuo con motor incompleta de la médula hay alteraciones notables en las medidas clínicas de la actividad motora. Ambas medidas de la actividad de reflejo involuntario, MASH (A) y heces (B) se incrementó en diversos grados, lo que sugiere que las dos escalas clínicas pueden ser captura de un aspecto diferente de la actividad aumentada involuntario. (C) Además, los cambios clínicamente detectable en la fuerza volitiva se observan tras la administración de ISRS. Figura 2. Tras la administración oral de los ISRS en un individuo con motor incompleta de la médula hay alteraciones notables en términos cuantitativos, medidas estáticas de la actividad motora. (A) aumentada y prolongada par tobillo plantar y EMG se observan en respuesta a los repetidos estiramientos de los flexores plantares siguientes ISRS administración. El aumento del par isométrica se observan después de la administración de ISRS. Curiosamente, hay menos déficit de activación (mayor CAR) tras la administración de ISRS, lo que indica que el individuo es capaz de activar más a fondo sus músculos durante una contracción máxima tras la administración de ISRS volitivo. Figura 3. Tras la administración oral de los ISRS en un individuo con motor incompleta de la médula se producen alteraciones en las medidas cuantitativas dinámica de la actividad motora. Análisis de la variabilidad de la cadera y la cinemática de la rodilla (A) durante la marcha con ACC (B) revela que existe una mayor coherencia siguientes medicamentos SSRI, tanto las medidas de pre y post son de 0,7 m / s. (C) Análisis de las extremidades inferiores durante la marcha de la actividad EMG revela un aumento en el tiempo inadecuado de la actividad muscular después de la medicación SSRI, tanto las medidas de pre y post son de 0,7 m / s. (D) Análisis de los parámetros metabólicos durante la marcha pone de manifiesto un ligero aumento en el consumo de O2 durante la prueba de esfuerzo gradual después de la administración ISRS. Grado (Puntuación ordinal) Criterios 0 (0) ningún aumento en el tono muscular 1 (1) ligero aumento en el tono muscular, que se manifiesta por una captura y liberación, o por una resistencia mínima al final del rango de movimiento cuando la parte afectada (s) se mueve en flexión o extensión 1 + (2) ligero aumento en el tono muscular, que se manifiesta por un retén, seguido por un mínimo de resistencia en todo el resto (menos de la mitad) de la ROM 2 (3) más marcado aumento en el tono muscular a través de la mayor parte de la ROM, pero la parte afectada (s) mover fácilmente 3 (4) considerable aumento en el tono muscular, el movimiento difícil pasiva 4 (5) <td> la parte afectada (s) rígidas en flexión o extensión Tabla 1: puré de puntuación, modificado a partir del 12 Grado Criterios Flexor Extensor Clonus 0 sin reacción sin reacción sin reacción 1 inferior a 10 ° de excursión en flexión de la rodilla y la cadera o la extensión del dedo gordo la actividad se mantiene a menos de 3 segundos clonus se mantiene menos de 3 segundos 2 10 º y 30 º de flexión de la rodilla y la cadera actividad persiste entre 3 y 10 segundos clonus persiste entre 3 y 10 segundos 3 30 ° o mayor de rodilla y flexión de la cadera actividad persiste por más de 10 segundos clonus persiste por más de 10 segundos Tabla 2: heces de puntuación, modificado a partir del 13 Grado Criterios 0 No hay contracción muscular visible o palpable señaló 1 Cualquier músculo visible o palpable se observa 2 El músculo es capaz de moverse, por lo menos una vez, la parte de la extremidad a la que se inserta a través de una gama completa de movimiento en la posición en que la gravedad se elimina 3 El músculo es capaz de moverse, por lo menos una vez, la parte de la extremidad a la que se inserta a través de una gama completa de movimiento en la posición en que la gravedad se deben superar 4 El músculo es capaz de realizar la función descrita para el grado 3 y es capaz de ofrecer algo de resistencia contra los esfuerzos del examinador 5 El músculo es capaz de ejercer, en el juicio de los examinadores, una cantidad normal de la resistencia contra los esfuerzos del examinador Tabla 3: anotar SMLE Músculo Por ciento de ciclo de la marcha En De RF 00-30 y 55-75 30-55 y 75-100 VL 00-30 y 55-75 y 95-100 30-55 y 75-95 MH 0-25 y 65-100 25-65 MG 5-55 0-5 y 55-100 SOL 5-55 0-5 y 55-100 TA 0-15 15-100 Tabla 4: Normativa de encendido y apagado de los músculos LE durante la marcha