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

We zouden graag bedanken de deelnemers die de tijd en moeite om deel te nemen in de vorige studies gewijd. We zouden graag bedanken Hunter Holmes McGuire Research Institute en Spinal Cord Injury diensten en aandoeningen voor het verstrekken van de omgeving voor het uitvoeren van klinisch onderzoek van de menselijke proeven. Ashraf S. Gorgey wordt momenteel ondersteund door de Department of Veteran zaken veteraan Health Administration, rehabilitatie en ontwikkeling Service (B7867-W) en onderzoek DoD-CDRMP (W81XWH-14-SCIRP-CTA).

De opleiding protocol beschreven in dit manuscript is geregistreerd bij de clinicaltrials.gov-id (NCT01652040). Het trainingsprogramma omvat NMES-RT met enkel gewichten en FES-LEC. Alle benodigde apparatuur is vermeld in tabel 2. Het protocol van de studie en de geïnformeerde toestemming werden herzien en goedgekeurd door de Richmond VAMC institutionele Review Board (IRB) en Virginia Commonwealth University (VCU) IRB. Alle procedures voor de studie werden toegelicht in detail aan elke deelnemer voordat ...

De huidige studie aangetoond twee verschillende paradigma's van elektrische stimulatie. Een paradigma is gericht op de uitvoering van progressieve laden naar de getrainde spier te roepen hypertrofie van de skeletspieren en de andere paradigma is voornamelijk bedoeld om cardio-metabole prestaties via verbetering van de aërobe capaciteit te verbeteren. De studie gewaarborgd te vergelijken beide paradigma's en te wijzen op de voor- en nadelen van elk.
NMES-RT is bewezen effectief te zijn in het ...

Geschat wordt dat ongeveer 282,000 personen in de VS momenteel gedomicilieerd zijn ruggenmerg letsel (SCI)1. Gemiddeld zijn er ongeveer 17.000 nieuwe gevallen per jaar, voornamelijk veroorzaakt door motorvoertuig crasht, gewelddaden, en sportieve activiteiten1. SCI leidt tot gehele of gedeeltelijke onderbreking van de neurale transmissie over en onder het niveau van verwonding2, leidt tot sub-lesional verlies van sensorische en/of motor. Na verwonding, is activiteit van de skeletspieren onder het niveau van schade sterk verminderd, wat leidt tot een snelle daling van de magere massa en gelijktijdige infiltratie van ectopische adipeus weefsel of intramusculair vet (IMF). Studies hebben aangetoond dat onderste extremiteit skeletspieren belangrijke atrofie binnen de eerste paar weken van verwonding ervaringen, blijven gedurende het einde van het eerste jaar3,4. Zodra de 6 weken na verwonding, individuen met volledige SCI ervaren een afname van de sub-lesional spiermassa met 18-46% ten opzichte van leeftijd en gewicht-matched valide-bodied besturingselementen. Doorsnede van de skeletspieren (CSA) zouden er 24 weken na verwonding, zo laag als 30 tot 50%3. Gorgey en Dudley toonde dat skeletspieren blijft atrophy met 43% van de oorspronkelijke grootte 4,5 maanden na letsel en genoteerd een drie keer grotere hoeveelheid IMF bij personen met onvolledige SCI t.o.v. valide-bodied besturingselementen4. Verlies van metabolisch actief vetvrije massa resulteert in een afname van het basaal metabolisme (BMR)2,6, welke accounts voor ∼65 - 70% van de totale dagelijkse energie-uitgaven; dergelijke verlagingen van de BMR kunnen leiden tot een negatieve energiebalans en vergroten van vetmobilisering na verwonding2,7,8,9,10,18. Verhoogde vetmobilisering is gekoppeld aan de ontwikkeling van chronische secundaire voorwaarden, met inbegrip van hypertensie, type II diabetes mellitus (T2DM) en hart-en vaatziekten2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18. Bovendien, personen met SCI kunnen lijden aan ondervoeding en afhankelijkheid van een hoog vet dieet. Vet inname kan goed voor 29 tot en met 34% van het vet massa bij personen met SCI, die waarschijnlijk een factor in de uitleg toenemende vetmobilisering en de toenemende prevalentie van obesitas binnen de SCI bevolking12,13.
Neuromusculaire elektrische stimulatie opgeroepen weerstand opleiding (NMES-RT) werd ontworpen voor het opwekken van hypertrofie verlamd skeletspieren19,20,21,22,23, 24. Volgende twaalf weken voor tweewekelijkse NMES-RT, skeletspieren CSA hele bovenbeen en knie extensor knie flexor spiergroepen steeg met 28%, 35% en 16%, respectievelijk22. Dudley et al. bleek dat bij zes weken na verwonding198 weken tweemaal per week van NMES-RT hersteld knie extensor spiermassa tot 75% van de oorspronkelijke grootte. Bovendien Mahoney et al. gebruikt hetzelfde protocol, merkte een 35% en 39% verhoging van het recht en verliet rectus femoris spieren na 12 weken van de NMES-RT20.
Functionele elektrische stimulatie-lagere extremiteiten fietsen (FES-LEC) is een gemeenschappelijk revalidatie techniek te oefenen onderste extremiteit spiergroepen na SCI25,26. In tegenstelling tot NMES-RT, FES-LEC is afhankelijk van stimulatie van 6 spiergroepen, wat leiden verhoogde hypertrofie tot kan en verbeteringen in de cardiometabolic profiel10,25,26,27, 28. Dolbow et al. vond dat totale lichaam mager massa stegen met 18,5% na 56 maanden van FES-LEC in een individu met SCI27. Na twaalf maanden na de driewerf-wekelijks FES-LEC, een 60 - jarige vrouw met dwarslaesie ervaren een toename met 7,7% van de totale lichaam mager massa en een stijging van 4,1% van de been leunen massa28. Routine gebruik van functionele elektrische stimulatie (FES) is geassocieerd met verbetering in de risicofactoren van de cardiometabolic na SCI10,25,26.
Ideale kandidaten voor elektrische stimulatie opleiding krijgen beide motor volledig of onvolledig letsel, met intact perifere motorische neuronen en beperkte onderste extremiteit sensatie. Het huidige manuscript, beschrijft een gecombineerde aanpak met behulp van NMES-RT en FES-LEC ter verbetering van de resultaten van elektrische stimulatie opleiding bij personen met chronische SCI. Het proces van NMES-RT gebruik enkel gewichten zal worden geschetst, terwijl het markeren van de belangrijkste stappen binnen het protocol en het totale voordeel de interventie biedt aan personen met chronische SCI. Het tweede doel is om het proces van FES-LEC ontworpen om te maximaliseren van het effect van de totale cardiometabolic van interventie te beschrijven. Vorige werk heeft bevestigd onze rationele dat een gecombineerde opleiding protocol kan oproepen meer resultaten na 24 weken elektrische stimulatie opleiding20,21,22,23,24 ,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

Verhoogde vetmobilisering, atrofie van de skeletspieren en verminderde fysieke activiteit zijn belangrijke wijzigingen waargenomen na dwarslaesie (SCI) en zijn geassocieerd met talrijke cardiometabolic gevolgen voor de gezondheid. Deze veranderingen dreigen te verhogen het risico van het ontwikkelen van chronische secundaire voorwaarden en impact van de kwaliteit van leven bij personen met SCI. oppervlak neuromusculaire elektrische stimulatie opgeroepen weerstand opleiding (NMES-RT) werd ontwikkeld als een strategie om te verzachten van het proces van de atrofie van de skeletspieren, verminderen ectopische vetmobilisering, verbeteren van insulinegevoeligheid en mitochondrial capaciteit versterken. NMES-RT is echter beperkt tot slechts een enkele spiergroep. Waarbij meerdere spiergroepen van de onderste ledematen kan het maximaliseren van de voordelen voor de gezondheid van de opleiding. Functionele elektrische stimulatie-onderste extremiteit fietsen (FES-LEC) zorgt voor de activering van 6 spiergroepen, die dreigt te roepen grotere metabole en cardiovasculaire aanpassing. Toereikende kennis hebben van de parameters van de stimulatie is essentieel voor het maximaliseren van de resultaten van elektrische stimulatie opleiding bij personen met SCI. Adopting strategieën voor langdurig gebruik van NMES-RT en FES-LEC tijdens revalidatie kan het handhaven van de integriteit van de houdings-en bewegingsapparaat, een eerste vereiste voor klinische tests gericht op het herstellen lopen na letsel. Het huidige manuscript presenteert NMES-RT vóór FES-LEC-client die gebruikmaakt van een gecombineerde protocol. We veronderstellen dat spieren geconditioneerd voor 12 weken voorafgaand aan fietsen geschikt zullen voor het genereren van meer macht, cyclus tegen hogere weerstand en leiden tot grotere aanpassing bij personen met SCI.

Enkel gewichten geleidelijk verhoogd voor 22 deelnemers, meer dan 16 weken voor NMES-RT (Figuur 6a). De gemiddelde gewichten opgeheven door de deelnemers werd 19.6 ± 6,5 pond (rechterbeen) en 20 ± 6 lbs. (linkerbeen) [8-24 lb.]. Huidige amplitude schommelde gedurende het hele proces voor linker- en benen (Figuur 6b).
Progressie van een individu met motor compleet SCI ...

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

Dwarslaesie is een traumatische medische aandoening die leiden verhoogde risico's van chronische secundaire stofwisselingsziekten tot kan. Hier voorgesteld hebben we een protocol met behulp van oppervlakte neuromusculaire elektrische stimulatie-resistentie opleiding in combinatie met functionele elektrische stimulatie-lagere extremiteiten fietsen als een strategie ter verbetering van verscheidene van deze medische problemen.

Paradigma's van de onderste extremiteit elektrische stimulatie opleiding na dwarslaesie

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

Gecombineerd Shuttle-Box Training met Elektrofysiologische Cortex opnemen en stimulatie als een instrument om Perception en learning studie

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

Non-invasieve elektrische hersenstimulatie Montages voor Modulatie van 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

Pavlov geconditioneerde Aanpak Training in Ratten

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

Een innovatieve Running-Wheel gebaseerde Mechanisme voor Verbeterde Rat Training Prestaties

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

Opsporen van gedrags tekorten in ratten na traumatisch hersenletsel

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

Mobiele Game-based Virtual Reality programma voor bovenste extremiteit beroerte revalidatie

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

Met behulp van Laser Doppler Imaging en toezicht voor het analyseren van ruggenmerg microcirculatie in 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

Behandeling van lage rugpijn bij mislukte rugoperatie patiënten met Multicolumn-lead ruggenmerg stimulatie

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 Objectherkenning en Object locatie gedrags testen in muizen op een begroting

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

Definiëren van de rol van taal in de zuigelingen Object categorisering met Eye-tracking paradigma 's

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