Name: paradigms of lower extremity electrical stimulation training after spinal cord injury
Uploaded: 2018-02-01T14:00:00
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Wir möchten die Teilnehmern bedanken, die die Zeit und Mühe zur Teilnahme an der vorangegangenen Studies gewidmet. Wir möchte Jäger Holmes McGuire Research Institute und Spinal Cord Injury Leistungen und Störungen danken für die Bereitstellung der Umgebung, um menschliche klinische Studien durchzuführen. Ashraf S. Gorgey wird derzeit vom Department of Veteran Affairs, Veteran Health Administration, Rehabilitation Research und Development Service (B7867-W) und DoD-CDRMP (W81XWH-14-SCIRP-CTA) unterstützt.

Das Trainingsprotokoll beschrieben in diesem Manuskript ist mit clinicaltrials.gov Identifier (NCT01652040) registriert. Das Trainingsprogramm beinhaltet NMES-RT mit Fussblei und FES-LEC. Alle notwendige Ausrüstung ist in Tabelle 2aufgelistet. Das Studienprotokoll und Einverständniserklärung wurden überprüft und genehmigt von der Richmond VAMC institutionelle Review Board (IRB) und Virginia Commonwealth University (VCU) IRB. Alle Abläufe wurden erklärt im Detail, jeder Teilnehmer vor Beginn der St...

Die aktuelle Studie zeigte zwei verschiedene Paradigmen der elektrischen Stimulation. Ein Paradigma konzentriert sich auf die Implementierung von progressive laden an den trainierten Muskel Hypertrophie der Skelettmuskulatur hervorrufen und die andere Paradigma richtet sich vor allem zur Verbesserung der Herz-Kreislauf-metabolische Leistung über die Verbesserung der aeroben Kapazität. Die Studie gewährleistet, beide Paradigmen zu vergleichen und die vor- und Nachteile der einzelnen hervorheben.
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Schätzungen zufolge rund 282.000 Personen in den USA derzeit mit Rückenmark Verletzungen (SCI)1 Leben. Im Durchschnitt gibt es etwa 17.000 neue Fälle pro Jahr, hauptsächlich verursacht durch Kraftfahrzeug Abstürze, Gewalt-und sportliche Aktivitäten-1. SCI führt zu teilweise oder vollständige Unterbrechung der neuronale Übertragung über und unterhalb der Verletzung2, sub-lesional/sensorischen oder motorischen Verlust. Nach einer Verletzung ist die Aktivität des skelettartigen Muskels unterhalb der Verletzung stark reduziert, führt zu einem raschen Rückgang der Muskelmasse und damit einhergehende Infiltration ektopische Fettgewebe oder intramuskuläre Fett (IWF). Studien haben gezeigt, dass Skelettmuskel der unteren Extremität signifikante Atrophie in den ersten Wochen der Verletzung, über das Ende des ersten Jahres3,4erlebt. Als 6 Wochen nach der Verletzung, Personen mit erfahrenen komplette SCI ein 18-46 % Rückgang der sub-lesional Muskel-Größe, Alter und Gewicht abgestimmt abled-bodied Kontrollen verglichen. Von 24 Wochen nach der Verletzung könnte die Skelettmuskulatur Querschnittsfläche (CSA) so niedrig wie 30 bis 50 %3. Gorgey und Dudley zeigten, dass Skelettmuskeln verkümmern um 43 % der ursprünglichen Größe 4,5 Monate nach der Verletzung und notierte eine dreimal größerer Menge des IWF bei Personen mit unvollständigen SCI gegenüber Behinderten-bodied4steuert weiterhin. Verlust der stoffwechselaktive Muskelmasse führt zu einer Reduzierung in den Grundumsatz (BMR)2,6, welche Konten für ∼65 - 70 % der täglichen Energie Gesamtausgaben; solche Kürzungen im BMR können zu einer schädlichen Energie-Ungleichgewicht führen und zunehmende Adipositas nach Verletzungen2,7,8,9,10,18. Erhöhte Adipositas wurde in Verbindung mit der Entwicklung von sekundären Erkrankungen einschließlich Bluthochdruck, Typ II Diabetes Mellitus (T2DM) und Herz-Kreislauf-Krankheit2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18. Darüber hinaus können Personen mit SCI leiden an Unterernährung und Vertrauen auf eine fettreiche Ernährung. Diätetische Fettzufuhr kann entfallen 29 bis 34 % der Fettmasse bei Personen mit SCI, die wahrscheinlich ein Faktor erklärt zunehmende Adipositas und der steigenden Prävalenz von Übergewicht innerhalb der SCI Bevölkerung12,13.
Neuromuskuläre elektrische Stimulation hervorgerufen Krafttraining (NMES-RT) wurde entwickelt, um die Hypertrophie der gelähmten Skelettmuskulatur19,20,21,22,23induzieren, 24. Folgenden zwölf Wochen zweimal wöchentlich NMES-RT, skelettartiger Muskel CSA des gesamten Oberschenkel, Knie Beinstrecker und Knie Flexor Muskelgruppen stieg um 28 %, 35 % und 16 %, bzw.22. Dudley Et Al. zeigte, dass 8 Wochen zweimal wöchentlich der NMES-RT restauriert Knie Beinstrecker Muskel-Größe auf 75 % der Originalgröße bei sechs Wochen nach der Verletzung19. Darüber hinaus Mahoney Et Al. verwendet das gleiche Protokoll und eine 35 % und 39 % Anstieg rechts und links Rectus Femoris Muskeln nach 12 Wochen NMES-RT-20.
Funktionelle elektrische Stimulation-untere Extremitäten Radfahren (FES-LEC) ist eine verbreitete Reha-Technik verwendet, um die untere Extremität Muskelgruppen nach SCI25,26ausüben. Im Gegensatz zu NMES-RT, FES-LEC stützt sich auf Anregung von 6 Muskelgruppen, was zu erhöhten Hypertrophie führen kann und Verbesserungen in den kardiometabolischen Profil10,25,26,27, 28. Dolbow Et Al. gefunden Sie diese Ganzkörper schlanke Masse stieg um 18,5 % nach FES-LEC im Einzelfall mit SCI2756 Monaten. Nach zwölf Monaten dreimal wöchentlich FES-LEC, eine 60-jährige Frau mit Querschnittslähmung erfahrenen lehnen eine 7,7 % Steigerung im gesamten Körper Masse und eine 4,1 % Zunahme Bein lehnen Masse28. Routinemäßigen Einsatz von funktionellen Elektrostimulation (FES) ist Verbesserung der Risikofaktoren des kardiometabolischen Bedingungen nach SCI10,25,26zugeordnet.
Ideale Kandidaten für die elektrische Stimulation Ausbildung werden entweder motor kompletten oder unvollständigen Verletzungen mit intakten peripheren motorischen Neuronen und begrenzte untere Extremität Gefühl haben. Die aktuellen Manuskript beschreibt einen kombinierten Ansatz mit NMES-RT und FES-LEC zur Verbesserung der Ergebnisse der Elektrostimulation Ausbildung bei Personen mit chronischen Sci. Der Prozess der NMES-RT mit Gewichten Knöchel werden skizziert, wobei wichtige Schritte innerhalb des Protokolls und der Gesamtnutzen die Intervention bietet für Personen mit chronischen Sci. Das zweite Ziel ist, den Prozess der FES-LEC entwickelt, um den allgemeinen kardiometabolischen Effekt der Intervention zu maximieren zu beschreiben. Bisherigen Arbeit hat unser rationales bestätigt, dass eine kombinierte Ausbildung Protokoll mehr Ergebnisse nach 24 Wochen der Elektrostimulation Ausbildung20,21,22,23,24 hervorrufen kann ,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

Skelettartiger Muskelatrophie, erhöhte Adipositas und reduzierte körperliche Aktivität sind wichtige Änderungen, die nach Verletzungen des Rückenmarks (SCI) beobachtet und mit zahlreichen kardiometabolischen Gesundheitsfolgen verbunden. Diese Änderungen werden voraussichtlich erhöhen das Risiko der Entwicklung von sekundären Erkrankungen und Auswirkungen auf die Lebensqualität bei Personen mit Sci Oberfläche neuromuskuläre elektrische Stimulation hervorgerufen Krafttraining (NMES-RT) als eine Strategie zur entwickelt wurde dämpfen den Prozess der skelettartigen Muskelatrophie, ektopische Adipositas zu verringern, Verbesserung der Insulinempfindlichkeit und mitochondriale Kapazitäten. NMES-RT ist jedoch beschränkt auf nur eine einzelne Muskelgruppe. Unter Beteiligung mehrerer Muskelgruppen der unteren Extremitäten kann die gesundheitlichen Vorteile des Trainings maximieren. Funktionelle elektrische Stimulation-untere Extremität Radfahren (FES-LEC) ermöglicht die Aktivierung von 6 Muskelgruppen, dürfte mehr Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Anpassung zu evozieren. Ausreichende Kenntnisse der die Stimulationsparameter ist der Schlüssel zur Maximierung der Ergebnisse der Elektrostimulation Training bei Personen mit Sci Adopting Strategien für den langfristigen Einsatz der NMES-RT und FES-LEC während der Rehabilitation kann die Integrität der den Muskel-Skelett-System, eine wichtige Voraussetzung für klinische Studien mit dem Ziel, wiederherzustellen, zu Fuß nach Verletzungen. Die aktuellen Manuskript stellt ein kombiniertes Protokoll mit NMES-RT vor FES-LEC. Wir stellen die Hypothese auf, dass Muskeln bedingt für 12 Wochen vor dem Radfahren in der Lage werden, mehr Energie zu erzeugen Zyklus gegen einen höheren Widerstand und führen größere Anpassung bei Personen mit Sci.

Fussblei erhöht schrittweise für 22 Teilnehmer, über 16 Wochen NMES-RT (Abb. 6a). Die durchschnittliche Gewichte gehoben von den Teilnehmern war 19,6 ± 6,5 Pfund (rechtes Bein) und 20 ± 6 lbs (linkes Bein) [8-24 lb.]. Aktuelle Amplitude schwankte während des Versuches für rechten und linken Beine (Abb. 6 b).
Weiterentwicklung des Individuums mit Motor, die komple...

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Paradigms of Lower Extremity Electrical Stimulation Training After Spinal Cord Injury

Verletzung des Rückenmarks ist eine traumatische Erkrankung, die erhöhten Risiken des chronischen sekundären Stoffwechselstörungen führen kann. Hier präsentierten wir ein Protokoll mit Oberfläche neuromuskuläre elektrische Stimulation-Krafttraining in Verbindung mit funktionelle elektrische Stimulation-untere Extremitäten Radfahren als eine Strategie um mehrere dieser medizinischen Probleme zu lindern.

Paradigmen der unteren Extremität Elektrostimulation Training nach Verletzungen des Rückenmarks

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

Kombinierte Shuttle-Box-Training mit Elektrophysiologische Cortex Ableitung und Stimulation als ein Instrument zur Wahrnehmung und Lernen Studie

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

Forschung

Verhalten

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

Nicht-invasive Stimulation des Gehirns Montagen für die Modulation der Menschen 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

Pavlovian Trainings konditionierten Ansatz bei 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

Eine innovative Laufrad-basierten Mechanismus für die Verbesserung der Ratte Trainingsleistung

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

Erkennung von Verhaltensstörungen Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung

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 Game based Virtual-Reality-Programm für die obere Extremität Schlaganfallrehabilitation

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

Mittels Laser-Doppler Imaging und Überwachung, Rückenmark Mikrozirkulation in der Ratte zu analysieren

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

Behandlung von Schmerzen im unteren Rücken bei fehlgeschlagene Rückenoperation Patienten mit Multicolumn-Blei Spinal Cord 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

Neuartige Objekterkennung und Objektposition Verhaltens Tests bei Mäusen mit kleinem 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

Bestimmung der Rolle der Sprache bei Säuglingen Objekt Kategorisierung mit Eyetracking-Paradigmen

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