対麻痺患者における反復的な電気支援座位から立位への運動中の腕と脚の寄与の定量化:パイロット研究
Summary
Sit-to-Stand (SitTS) における腕の寄与は、脚の筋肉の状態によって決まります。完全なSitTSサイクルを達成するための取り組みにおいて、いくつかの補償戦略が発見されました。これらの知見は、脊髄損傷(SCI)患者の生体力学的測定と、SitTSアプローチ全体を通して両肢が負担する主観的な負荷感を三角測量するものである。
Abstract
不完全な脊髄損傷(SCI)患者における座位から立位(SitTS)の実行には、上肢と下肢の両方の運動機能が含まれます。特にアームサポートの使用は、SCI集団でSitTS運動を実行する際の重要な補助要因です。さらに、大腿四頭筋と大殿筋への機能的電気刺激(FES)の適用は、単純な下肢運動の筋肉の動きを改善するための不完全なSCIの処方管理の1つです。ただし、SitTS中の上肢と下肢の相対的な寄与は十分に調査されていません。2つの運動不完全なSCI対麻痺患者は、疲労運動チャレンジに対して反復的なSitTSを実行しました。それらのパフォーマンスは、FESの支援がある場合とない場合のSitTSを比較する混合法のケースコントロール研究として調査されました。大腿直筋にメカノミオグラフィー(MMG)センサーを取り付けて、セット間に5分間の安静時間を割り当てて、3セットのSitTSテストを完了しました。演習は2つのセッションに分かれていました。自発的な SitTS の 1 日目と FES 支援の SitTS の 2 日目。アンケートは、反復的なSitTS経験に関する参加者の意見を収集するために、各セッションの後に実施されました。分析により、SitTSサイクルは3つのフェーズに分けられることが確認されました。フェーズ1(起立の準備)、フェーズ2(シートオフ)、およびフェーズ3(股関節伸展の開始)は、それぞれSitTSサイクルの23%±7%、16%±4%、61%±6%に寄与しました。SitTS運動中の腕と脚の寄与は、脚の医学研究評議会(MRC)の筋肉グレードに基づいて、参加者によって異なっていました。特に、立っているときに脚の力が低下し始めると、加えられる腕の力が明らかに増加し始めます。この発見は、下肢の筋肉の疲労と報告された疲労感を示すMMGシグナルの有意な減少によって裏付けられています。
Introduction
Sit-to-Stand(SitTS)は、人間の日常生活動作(ADL)における重要な動きです。また、立位、移動、歩行などの基本的な機能的活動の前提条件でもあります。不完全な脊髄損傷(SCI)、特に対麻痺の患者にとって、SitTS運動は機能的自立のための重要な活動です1,2。このエクササイズは、自立訓練に不可欠であり、最終的にはSCIの人々の生活の質を向上させるのに役立ちます。SitTSエクササイズを十分かつ適切に行うためには、トレーニング中に生体力学と筋肉活動に関する知識が測定可能である必要があります。
臨床リハビリテーションプログラムでは、グレードの米国脊髄損傷協会(ASIA)障害スケール、AIS CのSCI患者は、完全な運動障害があるグレードAIS Bの患者よりも進行が良好で、運動機能を回復する可能性が高くなります。SitTSのパフォーマンスは、SCI患者において、回復過程における運動機能を示す重要な指標となります3。ただし、SCI AIS C患者は、一連の反復SitTS動作を成功させるために、上肢と下肢の両方からのサポートを必要とします。上肢のサポートは、膝の負荷を降ろすと同時に、適切な持ち上げ力を提供し、エクササイズ中に体のバランスを確保する上で重要な役割を果たします4。
この研究の目的は、不完全な SCI 個人における反復性 SitTS 全体での腕と脚の生体力学的寄与を説明することです。この研究では、生体力学的分析を、SitTSエクササイズ中の参加者の主観的な腕と脚、筋肉のパフォーマンス、および「努力と疲労」の感覚に関連して位置づけます。
以前の多くのSitTS研究は、活動の運動学と動力学の側面の調査にのみ焦点を当てていました4,5,6,7。SitTSトレーニングのより広い文脈では、計装スタンディングフレーム(SF)とフォースプレート分析を含むこの方法の開発により、研究者は脳卒中、高齢者、変形性関節症患者などの他の集団の上肢と下肢の両方の寄与を評価することができます8,9,10。Zouliasらによる以前の研究では、SFのカスタムビルドのハードウェアとソフトウェアを計装し、大きなフレーム設計を提示しました11。この方法は、再現が困難な場合があります。したがって、このSitTS研究は、既存の動作解析ラボのセットアップで他の研究者が採用できるポータブル機器SFを強調しました。
Protocol
Representative Results
Discussion
現在の研究では、SitTS運動中のSCI個人の体重寄与が実証されました。この研究は、対麻痺患者がSitTSサイクルを成功させるために不可欠な補助装置としてSFを提示しました。さらに、軍備力も評価できるように計装SFが開発された28。MMGの適用は、研究者がSitTSのパフォーマンスをよりよく理解するのに役立つ主要なSitTS筋肉を観察するために研究に追加されました。さらに、?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、この研究に参加したすべてのSCIボランティアに感謝し、感謝します。本研究は、マレーシア高等教育省とマラヤ大学から、基礎研究助成制度(FRGS)助成金No.の支援を受けて行われました。FP002-2020;FRGS/1/2020/SKK0/UM/02/1 です。
Materials
| Customade chair | A customade chair was built to following to the force plate's dimension. | ||
| FES RehaStim 2 | Hasomed | A device that can stimulate electrical current towards the muscle. | |
| FlexiForce A201 | Tekscan, Inc., USA | Force ranges: 0-100 lbs. (440 N) | Force sensors is used to capture arms force at standing frame. |
| Foldable standing frame | Height: 70.0 cm – 90.0 cm. | A walking frame that was bought from local medical company. | |
| Motion Analysis | Vicon Oxford, UK | A system that records kinematic and kinetics of the activity. | |
| Serial port terminal application | CoolTerm | version 1.4.6; Roger Meier's | An application to record the force sensor data. |
| Vibromyography software | BIOPAC System Inc., USA | AcqKnowledge 4.3.1 | A software to record and strore raw MMG data. It also function for offline analyses. |
| VMG transducers and BIOPAC Vibromyography system | BIOPAC System Inc., USA | BP150 and HLT100C | A device to measure muscle activity. |
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