Paradigmene for nedre ekstremitet elektrisk stimulering trening etter ryggmargsskade

Det anslås at ca 282,000 personer i USA i dag lever med ryggmargen skaden (SCI)¹. I gjennomsnitt er det omtrent 17 000 nye tilfeller årlig, hovedsakelig forårsaket av motorvogn krasj, vold, og sportslige aktiviteter¹. SCI resulterer i delvis eller totalt avbrudd av nevrale overføring over og under nivået av skade², fører til sub-lesional sensorisk og/eller motor tap. Etter skade redusert aktiviteten til Skjelettmuskel nedenfor nivået til skade sterkt, fører til en rask nedgang i lean mass og samtidig infiltrasjon av ektopisk fettvev eller intramuskulær fett (IMF). Studier har vist at nedre ekstremitet Skjelettmuskel opplever betydelige atrofi i de første ukene av skade, fortsetter utover slutten av første år^3,4. Så snart 6 uker etter skade, personer med komplett SCI erfarne en 18-46% nedgang i sub-lesional muskel størrelse i forhold til alder og vekt-matchet abled-bodied kontroller. Ved 24 uker etter skade, kan skjelettlidelser muskel tverrsnitt (CSA) være så lite som 30-50%³. Gorgey og Dudley viste at Skjelettmuskel fortsetter å bli svekket med 43% av den opprinnelige størrelsen 4,5 måneder etter skade og bemerket en tre ganger større mengde IMF i personer med ufullstendig SCI sammenlignet abled-bodied styrer⁴. Tap av metabolsk aktive lean mass resulterer i en reduksjon i basal metabolske rate (BMR)^2,6, hvilke konti for ∼65 – 70% av det totale daglig energiforbruket; slike reduksjoner i BMR kan føre til en skadelig energi ubalanse og øke lokalisert fedme etter skade^{2,7,8,9,10,18}. Økt lokalisert fedme har vært knyttet til utvikling av kronisk sekundære vilkårene inkluderer hypertensjon, type II diabetes mellitus (T2DM) og hjerte-og karsykdommer^{2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18}. videre personer med SCI kan lide av underernæring og avhengighet av en høy fett diett. Fett inntaket kan utgjør 29-34% av fett i personer med SCI, som trolig en faktor forklarer øke lokalisert fedme og økende utbredelsen av fedme i SCI befolkningen^12,13.

Nevromuskulær elektrisk stimulering utløste styrketrening (NMES-RT) ble utviklet for å indusere hypertrofi av lammet Skjelettmuskel^{19,20,21,22,23, 24}. Etter tolv uker med to ganger i uken NMES-RT, skjelettlidelser muskel CSA hele lår, kne extensor og kneet bøyer muskelgrupper økte med 28% og 35% 16%, henholdsvis²². Dudley et al. viste at 8 uker to ganger i uken av NMES-RT gjenopprettet kneet extensor muskel størrelse til 75% av den opprinnelige størrelsen på seks uker etter skade¹⁹. Videre Mahoney et al. benyttes samme protokoll og registrert en 35% og 39% økning i høyre og venstre rectus femoris muskler etter 12 uker NMES-RT²⁰.

Funksjonell elektrisk stimulering-Nedre ekstremiteter sykling (FES-LEC) er en vanlig rehabilitering teknikk som brukes til å utøve nedre ekstremitet muskelgrupper etter SCI^25,26. I motsetning til NMES-RT, FES-LEC avhengig av stimulering av 6 muskelgrupper, som kan resultere i økt hypertrofi og forbedringer i cardiometabolic profil^{10,25,26,27, 28}. Dolbow et al. fant at hele kroppen lean mass økte med 18,5% etter 56 måneder av FES-LEC i en person med SCI²⁷. Etter tolv måneder med tre-ukentlig FES-LEC, en 60 år gammel kvinne med paraplegia erfarne en 7,7% økning i hele kroppen lean mass og en 4,1% økning i beinet lean mass²⁸. Rutinemessig bruk av funksjonell elektrisk stimulering (FES) er assosiert med bedring i risikofaktorer av cardiometabolic etter SCI^10,25,26.

Velegnet for elektrisk stimulering opplæring må enten motor fullstendig eller ufullstendig skader, med intakt perifere motor neurons og begrenset nedre ekstremitet følelse. Gjeldende manuskriptet, beskriver en kombinert tilnærming ved hjelp av NMES-RT og FES-LEC utformet for å forbedre resultatene av elektrisk stimulering opplæring i personer med kroniske SCI. Prosessen med NMES-RT bruke ankel vekter blir skissert, mens uthevingen hovedtrinnene i protokollen og den samlede fordelen intervensjon gir personer med kroniske SCI. Andre målet er å beskrive prosessen med FES-LEC utformet for å maksimere den totale cardiometabolic effekten av intervensjon. Tidligere arbeid bekreftet vår rasjonelle at en samlet kurs protokoll kan fremkalle større resultatene etter 24 uker av elektrisk stimulering trening^{20,21,22,23,24 ,25,26,31,32,33,34,35,36}.