Name: paradigms of lower extremity electrical stimulation training after spinal cord injury
Uploaded: 2018-02-01T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Paradigms of Lower Extremity Electrical Stimulation Training After Spinal Cord Injury at JoVE.com

Vi vil gerne takke de deltagere, der afsættes tid og kræfter til at deltage i de tidligere undersøgelser. Vi vil gerne takke Hunter Holmes McGuire Research Institute og rygmarv skade tjenester og lidelser for at give miljøet at gennemføre klinisk human forskning forsøg. Ashraf S. Gorgey understøttes i øjeblikket af Institut for Veteran anliggender, Veteran sundhed Administration, rehabilitering forskning og udvikling Service (B7867-W) og DoD-CDRMP (W81XWH-14-SCIRP-CTA).

Uddannelse protokollen beskrevet i dette håndskrift er registreret med clinicaltrials.gov identifier (NCT01652040). Træningsprogrammet omfatter NMES-RT med ankel vægte og FES-LEC. Alt nødvendigt udstyr er opført i tabel 2. Undersøgelse protokol og informeret samtykke blev gennemgået og godkendt af Richmond MORTENS institutionelle Review Board (IRB) og Virginia Commonwealth University (VCU) IRB. Hver undersøgelse, der blev forklaret i detaljer til hver deltager før retssagen.
<p class="jove_t...

Den nuværende undersøgelse viste to forskellige paradigmer af elektrisk stimulation. Et paradigme er fokuseret på gennemførelse af progressive loading til den trænede muskel til at fremkalde skeletmuskulatur hypertrofi og andre paradigme er primært beregnet til at øge cardio-metaboliske ydeevne via forbedring af den aerobe kapacitet. Studiet sikret at sammenligne begge paradigmer og fremhæve de fordele og ulemper ved hver.
NMES-RT er vist sig for at være effektiv i genoprette muskel s...

Det anslås, at ca. 282,000 personer i USA i øjeblikket lever med rygmarv skade (SCI)1. I gennemsnit er der omkring 17.000 nye tilfælde årligt, primært forårsaget af motorkøretøjer nedbrud, voldshandlinger og sportslige aktiviteter1. SCI resulterer i hel eller delvis afbrydelse af neurale transmission over og under niveauet for skade2, fører til sub-lesional sensoriske og/eller motor tab. Efter skade, er aktivitet af skeletmuskulatur under niveauet for skade stærkt reduceret, hvilket fører til en hurtig nedgang i lean masse og ledsagende infiltration af ektopiske fedtvæv eller intramuskulær fedt (IMF). Undersøgelser har vist, at lavere ekstremitet skeletmuskulatur oplever betydelige atrofi inden for de første par uger af skade, fortsætter i hele slutningen af det første år3,4. Så snart 6 uger efter skaden, personer med komplet SCI erfarne en 18-46% fald i sub-lesional muskel størrelse i forhold til alder og vægt-matchede abled-karrosseri kontrol. Af 24 uger efter skaden, kunne skeletmuskulatur tværsnitsareal (CSA) være så lav som 30-50%3. Gorgey og Dudley viste, at skeletmuskulaturen fortsat atrofi af 43% af den oprindelige størrelse 4,5 måneder efter skade og bemærket en tre gange større beløb af IMF i personer med ufuldstændige SCI sammenlignet med abled-rørige styrer4. Tab af metabolisk aktive lean masse resulterer i en reduktion i basal metabolic rate (BMR)2,6, som tegner sig for ∼65 - 70% af de samlede daglige energi udgifter; sådanne reduktioner i BMR kan føre til en skadelig energiubalance og stigende overvægt efter skade2,7,8,9,10,18. Øget overvægt har været knyttet til udviklingen af kronisk sekundære betingelser, herunder forhøjet blodtryk, type II diabetes mellitus (T2DM) og hjerte-kar-sygdom2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18. Endvidere personer med SCI kan lider af underernæring og afhængighed af en høj fedt diæt. Fedt indtag kan tegne sig for 29 til 34% af fedtmasse i personer med SCI, som er sandsynligvis en faktor forklarer stigende overvægt og den stigende forekomst af fedme i SCI befolkningen12,13.
Neuromuskulære elektrisk stimulation vakte modstand uddannelse (NMES-RT) var designet til at inducere hypertrofi af lammet skeletmuskulatur19,20,21,22,23, 24. Følgende tolv uger af to gange ugentlig NMES-RT, skeletmuskulatur CSA hele lår, knæ extensor og knæ flexor muskelgrupper steg med 28%, 35% og 16%, henholdsvis22. Dudley mfl. viste, at 8 uger to gange ugentlig NMES-RT restaureret knæ extensor muskel størrelse til 75% af den oprindelige størrelse på seks uger efter skade19. Derudover Mahoney mfl. udnyttet den samme protokol og bemærket en 35% og 39% stigning i højre og venstre rectus femoris muskler efter 12 uger på NMES-RT20.
Funktionel elektrisk stimulation-nedre ekstremiteter cykling (FES-LEC) er en almindelig rehabilitering teknik bruges til at udøve nedre ekstremiteter muskelgrupper efter SCI25,26. I modsætning til NMES-RT, FES-LEC bygger på stimulering af 6 muskelgrupper, hvilket kan resultere i øget hypertrofi og forbedringer i cardiometaboliske profil10,25,26,27, 28. Dolbow mfl. fandt dette samlede organ lean masse øget 18,5% efter 56 måneder af FES-LEC i en person med SCI27. Efter tolv måneder af tre gange ugentlig FES-LEC, en 60 - årig kvinde med paraplegi erfarne 7,7% stigning i kroppens samlede lean masse og en stigning på 4,1% i ben lean masse28. Rutinemæssig brug af funktionel elektrisk stimulation (FES) er forbundet med forbedring i risikofaktorer af cardiometaboliske efter SCI10,25,26.
Ideelle kandidater til elektrisk stimulation uddannelse vil have enten motor komplet eller ufuldstændig skader, med intakt perifere motoriske neuroner og begrænset lavere ende fornemmelse. Det aktuelle manuskript, beskriver en kombineret tilgang med NMES-RT og FES-LEC designet til at forbedre resultaterne af elektrisk stimulation uddannelse hos personer med kronisk SCI. Processen med NMES-RT ved hjælp af ankel vægte vil blive skitseret, mens fremhæve vigtige trin i protokollen og den samlede fordel indgriben giver til personer med kronisk SCI. Det andet formål er at beskrive processen med FES-LEC designet til at maksimere den overordnede cardiometaboliske effekt af intervention. Tidligere arbejde har bekræftet vores rationelle at en kombineret uddannelse protokollen kan fremkalde større resultater efter 24 uger af elektrisk stimulation uddannelse20,21,22,23,24 ,25,26,31,32,33,34,35,36.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>adhesive carbon electrodes (2 of each)</td>
			<td>Physio Tech (Richmond, VA, USA 23233)</td>
			<td>PT3X5 
			PALS3X4 
			E7300</td>
			<td>7.5&#39; x 12.7&#39; 
			7.5&#39; x 10&#39; 
			5&#39; x 9&#39;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TheraTouch 4.7 stimulator</td>
			<td>Richmar (Chattanooga, TN, USA 37406)</td>
			<td>400-082</td>
			<td>41.28&#39; x 39.37&#39; x 17.78&#39; (8.91 kg) 
			power: 110 VAC at 60 Hz / 220VAC at 50 Hz 
			power consumption: 110 Watts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Red &#38; White Lead Cords (2)</td>
			<td>Richmar (Chattanooga, TN, USA 37406)</td>
			<td>A1717</td>
			<td>2.0 m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RT300-SL FES Ergometer</td>
			<td>Restorative Therapies, Inc. (Baltimore, MD, USA 21231)</td>
			<td>RT300-SL</td>
			<td>80&#39; x 49&#39; x 92-103&#39; (39 kg) 
			16 channel 
			speed: 15 &#8211; 55 rev/min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>elastic NuStim wraps (2)</td>
			<td>Fabrifoam (Exton, PA, USA 19341)</td>
			<td>PP108666</td>
			<td>36&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wooden wheelchair break (2)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pillow/cushion</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ankle weights</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>2-26 lb.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

paradigms of lower extremity electrical stimulation training after spinal cord injury

Skeletale muskelatrofi, øget overvægt og nedsat fysisk aktivitet er vigtige ændringer observeret efter rygmarvsskade (SCI) og er forbundet med talrige cardiometaboliske sundhedsmæssige konsekvenser. Disse ændringer er tilbøjelige til at øge risikoen for at udvikle kronisk sekundære betingelser og påvirker livskvaliteten hos personer med SCI. overflade neuromuskulære elektrisk stimulation vakte modstand uddannelse (NMES-RT) blev udviklet som en strategi til dæmpe processen med skeletale muskelatrofi, mindske ektopisk overvægt, forbedre insulinfølsomheden og forbedre mitokondrie kapacitet. NMES-RT er dog begrænset til kun en enkelt muskelgruppe. Involverer flere muskelgrupper i de nedre ekstremiteter kan maksimere de sundhedsmæssige fordele af uddannelse. Funktionel elektrisk stimulation-nedre ekstremiteter cykling (FES-LEC) giver mulighed for aktivering af 6 muskelgrupper, der kan forventes at fremkalde større metaboliske og kardiovaskulære tilpasning. Passende viden om parametrene stimulation er nøglen til at maksimere resultaterne af elektrisk stimulation uddannelse i personer med SCI. vedtage strategier for lang tids brug af NMES-RT og FES-LEC under revalidering kan bevare integriteten af de bevægeapparatet, en forudsætning for kliniske forsøg med henblik på at genoprette gå efter skade. Det aktuelle manuskript præsenterer en kombineret protokol bruger NMES-RT før FES-LEC. Vi hypotesen om, at musklerne aircondition for 12 uger før cykling vil være i stand til at generere større magt, cykle mod højere modstand og resultere i større tilpasning i personer med SCI.

Ankel vægte steg gradvist til 22 deltagere, over 16 uger af NMES-RT (figur 6a). De gennemsnitlige vægt løftet af deltagerne var 19,6 ± 6,5 lb. (højre ben) og 20 ± 6 lbs. (venstre ben) [8-24 lb.]. Nuværende amplitude svingede i hele forsøget til højre og venstre ben (fig. 6b).
Progression af en person med motor komplet SCI efter 12 uger af FES-LEC uddannelse er ...

Watch this Scientific Journal Video about Paradigms of Lower Extremity Electrical Stimulation Training After Spinal Cord Injury at JoVE.com

Paradigms of Lower Extremity Electrical Stimulation Training After Spinal Cord Injury

Rygmarvsskade er en traumatisk medicinsk tilstand, som kan resultere i forhøjet risiko for kronisk sekundære stofskiftesygdomme. Her, præsenterede vi en protokol bruger overflade neuromuskulære elektrisk stimulation-modstand uddannelse sammen med funktionel elektrisk stimulation-nedre ekstremiteter cykling som en strategi til at rette op på flere af disse medicinske problemer.

Paradigmer af nedre ekstremiteter elektrisk Stimulation uddannelse efter rygmarvsskade

Skeletal muscle atrophy, increased adiposity and reduced physical activity are key changes observed after spinal cord injury (SCI) and are associated with ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

Kombineret Shuttle-Box Træning med Elektrofysiologisk Cortex Optagelse og Stimulation som værktøj til at studere Perception og læring

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function

Ikke-invasiv elektrisk Brain Stimulation montager for Modulation of Human Motor Function

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, ...

Pavlovian Conditioned Approach Training in Rats

Pavlovsk konditioneret Approach Træning i rotter

Cues that are contingently paired with unconditioned, rewarding stimuli can acquire rewarding properties themselves through a process known as the ...

An Innovative Running Wheel-based Mechanism for Improved Rat Training Performance

An Innovative Running Wheel-baserede Mekanisme for Forbedret Rat Training ydeevne

This study presents an animal mobility system, equipped with a positioning running wheel (PRW), as a way to quantify the efficacy of an exercise activity ...

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

Påvisning af adfærdsmæssige underskud i rotter efter traumatisk hjerneskade

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

Mobile Game-based Virtual Reality Program for Upper Extremity Stroke Rehabilitation

Mobile spil-baseret virtuel Reality Program for øvre ekstremiteter slagtilfælde rehabilitering

Stroke rehabilitation requires repetitive, intensive, goal-oriented therapy. Virtual reality (VR) has the potential to satisfy these requirements. ...

Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat

Ved hjælp af Laser Doppler Imaging og overvågning til at analysere rygmarven mikrocirkulationen i Rat

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory ...

Treating Low Back Pain in Failed Back Surgery Patients with Multicolumn-lead Spinal Cord Stimulation

Behandling af lændesmerter i fejlslagen rygkirurgi patienter med Flersøjle-bly rygmarven Stimulation

Failed back surgery syndrome (FBSS) refers to persistent, chronic pain following spinal surgery. Spinal cord stimulation with dorsal epidural leads can be ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Roman objekt anerkendelse og objekt placering adfærdsmæssige test i mus på en Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

Defining the Role Of Language in Infants' Object Categorization with Eye-tracking Paradigms

Definitionen af sprog i spædbørns objekt kategorisering med Eye-tracking paradigmer

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we ...