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 gjerne takke deltakerne som viet tid og krefter på å delta i de tidligere studiene. Vi vil gjerne takke Hunter Holmes McGuire Research Institute og ryggmargen skaden tjenester og lidelser for å gi miljøet å gjennomføre klinisk human forskning prøvelser. Ashraf S. Gorgey støttes av Institutt for Veteran Affairs, Veteran helse administrasjon, rehabilitering forskning og utvikling Service (B7867-W) og DoD-CDRMP (W81XWH-14-SCIRP-CTA).

Trening protokollen beskrevet i dette manuskriptet er registrert med clinicaltrials.gov identifikator (NCT01652040). Treningsprogrammet omfatter NMES-RT ankel vekter og FES-LEC. Alt nødvendig utstyr er oppført i tabell 2. Studien protokollen og samtykke ble vurdert og godkjent av Richmond VAMC institusjonelle Review Board (IRB) og Virginia Commonwealth University (VCU) IRB. Alle studie prosedyrer ble forklart i detalj til hver deltaker før du begynner rettssaken.
1. deltaker ...

Denne studien viste to forskjellige paradigmene for elektrisk stimulering. En paradigme er fokusert på å implementere progressiv lasting til utdannet muskler til å fremkalle skjelettlidelser muskel hypertrofi og andre paradigmet er primært ment å forbedre cardio-metabolsk gjennomførelse via øke aerob kapasitet. Studien sikret sammenligne begge paradigmer og fremheve fordeler og ulemper av hver.
NMES-RT er bevist for å være effektive i gjenopprette muskel størrelse og fremkaller hyper...

Det anslås at ca 282,000 personer i USA i dag lever med ryggmargen skaden (SCI)1. I gjennomsnitt er det omtrent 17 000 nye tilfeller årlig, hovedsakelig forårsaket av motorvogn krasj, vold, og sportslige aktiviteter1. SCI resulterer i delvis eller totalt avbrudd av nevrale overføring over og under nivået av skade2, fører til sub-lesional sensorisk og/eller motor tap. Etter skade redusert aktiviteten til Skjelettmuskel nedenfor nivået til skade sterkt, fører til en rask nedgang i lean mass og samtidig infiltrasjon av ektopisk fettvev eller intramuskulær fett (IMF). Studier har vist at nedre ekstremitet Skjelettmuskel opplever betydelige atrofi i de første ukene av skade, fortsetter utover slutten av første år3,4. Så snart 6 uker etter skade, personer med komplett SCI erfarne en 18-46% nedgang i sub-lesional muskel størrelse i forhold til alder og vekt-matchet abled-bodied kontroller. Ved 24 uker etter skade, kan skjelettlidelser muskel tverrsnitt (CSA) være så lite som 30-50%3. Gorgey og Dudley viste at Skjelettmuskel fortsetter å bli svekket med 43% av den opprinnelige størrelsen 4,5 måneder etter skade og bemerket en tre ganger større mengde IMF i personer med ufullstendig SCI sammenlignet abled-bodied styrer4. Tap av metabolsk aktive lean mass resulterer i en reduksjon i basal metabolske rate (BMR)2,6, hvilke konti for ∼65 - 70% av det totale daglig energiforbruket; slike reduksjoner i BMR kan føre til en skadelig energi ubalanse og øke lokalisert fedme etter skade2,7,8,9,10,18. Økt lokalisert fedme har vært knyttet til utvikling av kronisk sekundære vilkårene inkluderer hypertensjon, type II diabetes mellitus (T2DM) og hjerte-og karsykdommer2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18. videre personer med SCI kan lide av underernæring og avhengighet av en høy fett diett. Fett inntaket kan utgjør 29-34% av fett i personer med SCI, som trolig en faktor forklarer øke lokalisert fedme og økende utbredelsen av fedme i SCI befolkningen12,13.
Nevromuskulær elektrisk stimulering utløste styrketrening (NMES-RT) ble utviklet for å indusere hypertrofi av lammet Skjelettmuskel19,20,21,22,23, 24. Etter tolv uker med to ganger i uken NMES-RT, skjelettlidelser muskel CSA hele lår, kne extensor og kneet bøyer muskelgrupper økte med 28% og 35% 16%, henholdsvis22. Dudley et al. viste at 8 uker to ganger i uken av NMES-RT gjenopprettet kneet extensor muskel størrelse til 75% av den opprinnelige størrelsen på seks uker etter skade19. Videre Mahoney et al. benyttes samme protokoll og registrert en 35% og 39% økning i høyre og venstre rectus femoris muskler etter 12 uker NMES-RT20.
Funksjonell elektrisk stimulering-Nedre ekstremiteter sykling (FES-LEC) er en vanlig rehabilitering teknikk som brukes til å utøve nedre ekstremitet muskelgrupper etter SCI25,26. I motsetning til NMES-RT, FES-LEC avhengig av stimulering av 6 muskelgrupper, som kan resultere i økt hypertrofi og forbedringer i cardiometabolic profil10,25,26,27, 28. Dolbow et al. fant at hele kroppen lean mass økte med 18,5% etter 56 måneder av FES-LEC i en person med SCI27. Etter tolv måneder med tre-ukentlig FES-LEC, en 60 år gammel kvinne med paraplegia erfarne en 7,7% økning i hele kroppen lean mass og en 4,1% økning i beinet lean mass28. Rutinemessig bruk av funksjonell elektrisk stimulering (FES) er assosiert med bedring i risikofaktorer av cardiometabolic etter SCI10,25,26.
Velegnet for elektrisk stimulering opplæring må enten motor fullstendig eller ufullstendig skader, med intakt perifere motor neurons og begrenset nedre ekstremitet følelse. Gjeldende manuskriptet, beskriver en kombinert tilnærming ved hjelp av NMES-RT og FES-LEC utformet for å forbedre resultatene av elektrisk stimulering opplæring i personer med kroniske SCI. Prosessen med NMES-RT bruke ankel vekter blir skissert, mens uthevingen hovedtrinnene i protokollen og den samlede fordelen intervensjon gir personer med kroniske SCI. Andre målet er å beskrive prosessen med FES-LEC utformet for å maksimere den totale cardiometabolic effekten av intervensjon. Tidligere arbeid bekreftet vår rasjonelle at en samlet kurs protokoll kan fremkalle større resultatene etter 24 uker av elektrisk stimulering trening20,21,22,23,24 ,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

Skjelettmuskulatur atrofi, økt lokalisert fedme og redusert fysisk aktivitet er viktige endringer observert etter ryggmargsskade (SCI) og er forbundet med mange cardiometabolic helsemessige konsekvenser. Disse endringene er sannsynlig å øke risikoen for å utvikle kroniske sekundære tilstander og innvirkning på livskvaliteten i personer med SCI. overflate nevromuskulær elektrisk stimulering utløste styrketrening (NMES-RT) ble utviklet som en strategi for å attenuere prosessen med skjelettmuskulatur atrofi, redusere ektopisk lokalisert fedme, forbedre insulinfølsomhet og forbedre mitokondrie kapasitet. NMES-RT er imidlertid begrenset til bare en enkelt muskelgruppe. Involverer flere muskelgrupper i Nedre ekstremiteter kan maksimere de helsemessige fordelene av trening. Funksjonell elektrisk stimulering-nedre ekstremitet sykling (FES-LEC) tillater aktivering av 6 muskelgrupper, som er sannsynlig å fremkalle større metabolske og hjerte tilpasning. Riktig kunnskap om parameterne stimulering er nøkkelen til å maksimere resultatene av elektrisk stimulering opplæring i personer med SCI. Adopting strategier for langvarig bruk av NMES-RT og FES-LEC under rehabilitering kan opprettholde integriteten til den bevegelsesapparatet, en forutsetning for kliniske forsøk å gjenopprette gå etter skade. Gjeldende manuskriptet viser en kombinert NMES-RT før FES-LEC-protokoll. Vi hypothesize at musklene betinget for 12 uker før sykling vil være i stand til å generere mer kraft, bla mot høyere motstand og resultere i større tilpasning i personer med SCI.

Ankel vekter økte gradvis for 22 deltakere, over 16 uker NMES-RT (figur 6a). Gjennomsnittlig vekt løftet av deltakerne var 19,6 ± 6,5 pund (høyre ben) og 20 ± 6 lbs. (venstre ben) [8-24 lb.]. Gjeldende amplituden svingt i rettssaken for høyre og venstre ben (figur 6b).
Utviklingen av en person med motor komplett SCI etter 12 ukers FES-LEC trening utheves i <strong...

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

Ryggmargsskade er en traumatisk medisinsk tilstand som kan føre til forhøyet risiko for kroniske sekundære metabolske forstyrrelser. Her presentert vi en protokoll bruker overflate nevromuskulær elektrisk stimulering-motstand trening sammen med funksjonell elektrisk stimulering-Nedre ekstremiteter sykling som en strategi for å forbedre flere av disse medisinske problemer.

Paradigmene for nedre ekstremitet elektrisk stimulering trening etter ryggmargsskade

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

Kombinert Shuttle-Box Trening med Elektro Cortex-opptak og stimulering som et verktøy for å studere Perception and Learning

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-invasiv Elektrisk hjernestimulering Montages 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

Pavlovian kondisjonerte Approach Opplæring i Rats

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

Et nyskapende Running Wheel-basert mekanisme for Forbedret Rat Trening Resultater

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

Oppdage atferdsmessige underskudd i rotter etter 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 spill-basert virtuell virkelighet Program for øvre ekstremitetene slag 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

Bruker Laser Doppler avbildning og overvåking for å analysere ryggmargen mikrosirkulasjonen i rotte

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 av korsryggsmerter i mislykkede tilbake kirurgi pasienter med fleirkolonnar-bly ryggmargen stimulering

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

Romanen objekt gjenkjenning og objektet plassering opptreden i mus på et budsjett

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

Definering av rollen for språk i spedbarn objektet kategorisering med øye-sporing paradigmer

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