Quantificando as Contribuições de Braços e Pernas durante Exercícios Repetitivos Eletricamente Assistidos de Sentar para Levantar em Paraplégicos: Um Estudo Piloto
Summary
A contribuição dos braços no Sit-To-Stand (SitTS) é determinada pela condição muscular das pernas. Várias estratégias de compensação foram descobertas nos esforços para alcançar ciclos completos de SitTS. Esses achados triangulam as medidas biomecânicas dos indivíduos com lesão medular (LM) com sua sensação subjetiva de carga suportada por ambos os membros ao longo das abordagens SitTS.
Abstract
A execução do Sit-to-Stand (SitTS) em pacientes com lesão medular incompleta (LM) envolve a função motora em membros superiores e inferiores. O uso de apoio de braço, em particular, é um fator auxiliar significativo durante a execução do movimento SitTS na população com LM. Além disso, a aplicação da estimulação elétrica funcional (EEF) nos músculos quadríceps e glúteo máximo é uma das condutas prescritas para LM incompleta para melhorar a ação muscular em movimentos simples de membros inferiores. No entanto, a contribuição relativa dos membros superiores e inferiores durante a STitSit ainda não foi completamente investigada. Dois paraplégicos de LM motora incompleta realizaram SitTS repetitiva para desafio de exercício de fadiga. Seu desempenho foi investigado como um estudo caso-controle de método misto comparando SitTS com e sem o auxílio da EEF. Três séries de testes de SitTS foram completadas com um período de repouso de 5 min alocado entre as séries, com sensores de mecanomiografia (MMG) fixados sobre os músculos reto femoral bilateralmente. O exercício foi separado em 2 sessões; Dia 1 para SitTS voluntária e Dia 2 para SitTS assistida por FES. Questionários foram conduzidos após cada sessão para coletar a opinião dos participantes sobre sua experiência repetitiva de SitTS. A análise confirmou que um ciclo de SitTS pode ser dividido em três fases; Fase 1 (Preparação para ficar de pé), Fase 2 (Seat-off) e Fase 3 (Início da extensão do quadril), que contribuíram com 23% ± 7%, 16% ± 4% e 61% ± 6% do ciclo SitTS, respectivamente. A contribuição de braços e pernas durante o movimento SitTS variou em diferentes participantes com base no grau muscular do Medical Research Council (MRC) de suas pernas. Em particular, as forças aplicadas no braço começam a aumentar claramente quando as forças das pernas começam a diminuir durante a posição em pé. Esse achado é apoiado pelo sinal MMG significativamente reduzido que indica fadiga muscular das pernas e sua sensação relatada de cansaço.
Introduction
Sit-To-Stand (SitTS) é um movimento significativo na atividade de vida diária (AVD) de um ser humano. Também é um pré-requisito para atividades funcionais básicas, como ficar em pé, transferir e andar. Para pacientes com lesão medular incompleta (LM), paraplégicos em particular, o exercício de SitTS é uma atividade crucial para sua independência funcional 1,2. Esse exercício é essencial para o treinamento da independência, o que acaba auxiliando a população com LM a melhorar sua qualidade de vida. Para a realização de um exercício de SitTS suficiente e adequado, o conhecimento sobre sua biomecânica e atividade muscular deve ser factível durante o treinamento.
Em um programa de reabilitação clínica, pacientes com LM com grau American Spinal Cord Injury Association (ASIA) Impairment Scale, AIS C têm melhor progressão e chance de recuperar sua função motora do que aqueles com AIS grau B, que apresentam déficits motores completos. O desempenho da SitST é uma medida importante em uma paciente com LM para indicar sua funcionalidade motora durante o processo de recuperação3. No entanto, pacientes com LM AIS C necessitam de apoio dos membros superiores e inferiores para alcançar séries bem-sucedidas de movimentos repetidos de SitTS. O apoio do membro superior desempenha um papel importante na descarga dos joelhos, proporcionando forças de elevação adequadas e assegurando o equilíbrio corporal durante o exercício4.
O objetivo deste estudo é descrever as contribuições biomecânicas de braços e pernas ao longo da repetitiva em indivíduos com LM incompleta. Este estudo posiciona a análise biomecânica em relação ao senso subtivo dos participantes sobre o desempenho muscular de braços e pernas e sentimentos de “esforço e cansaço” ao longo do exercício SitTS.
Muitos estudos anteriores de SitTS concentraram-se apenas em investigar os aspectos cinemáticos e cinéticos da atividade 4,5,6,7. Em um contexto mais amplo de treinamento em STitT, o desenvolvimento desse método, que inclui a estrutura ortostática instrumentada (FS) e a análise da plataforma de força, poderia levar os pesquisadores a avaliar a contribuição tanto dos membros superiores quanto dos membros inferiores de outras populações, como acidente vascular encefálico, idosos e pacientes com osteoartrite8,9,10. Um estudo anterior de Zoulias et al., instrumentado custom-built hardware e software de SF apresentou um grande projeto de quadro11. Esse método pode ser difícil de replicar. Portanto, este estudo SitTS destacou um SF instrumentado portátil que pode ser adotado por outros pesquisadores com uma configuração de laboratório de análise de movimento existente.
Protocol
Representative Results
Discussion
O presente estudo demonstrou uma contribuição do peso corporal em indivíduos com LM durante o exercício de SitTS. Este estudo apresentou a FS como um dispositivo auxiliar essencial para paraplégicos realizarem um ciclo de SitTS bem-sucedido. Além disso, um SF instrumentado foi desenvolvido para garantir que a força armada também possa ser avaliada28. A aplicação de MMG foi adicionada no estudo para observar o músculo SitTS principal que ajuda os pesquisadores a entender melhor o desempe…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores agradecem e agradecem a todos os voluntários da LM que participaram deste estudo. Esta pesquisa foi apoiada pelo Ministério do Ensino Superior, Malásia, e pela Universidade da Malásia através do Fundamental Research Grant Scheme (FRGS) Grant No. FP002-2020; FRGS/1/2020/SKK0/UM/02/1.
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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