Name: quantifying arms and legs contributions during repetitive electrically-assisted sit-to-stand exercise in paraplegics: a pilot study
Uploaded: 2022-11-11T12:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantifying Arms and Legs Contributions during Repetitive Electrically-Assisted Sit-To-Stand Exercise in Paraplegics: A Pilot Study at JoVE.com

Forfatterne anerkender og værdsætter alle de SCI-frivillige, der deltog i denne undersøgelse. Denne forskning blev støttet af ministeriet for videregående uddannelse, Malaysia og University of Malaya gennem Fundamental Research Grant Scheme (FRGS) Grant No. RP002-2020; FRGS/1/2020/SKK0/UM/02/1.

SitTS-øvelsen og informeret samtykke i dette manuskript er beskrevet under etisk overvejelse af University of Malaya Medical Centre Ethics Committee (2017119-4828)12. Undersøgelsesprocedurerne blev forklaret detaljeret for hver deltager, og der blev indhentet skriftligt informeret samtykke, før SitTS-forsøget begyndte. Denne undersøgelse blev udført som blandet tilstand, hvor kvantitative data blev opnået ved hjælp af biomekanisk analyse, mens subjektive score blev opnået fra feedback-ses...

<ol>
	<li>Nithiatthawanon, T., Amatachaya, P., Thaweewannakij, T., Manimmanakorn, N., Mato, L., Amatachaya, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+lower+limb+loading+ability+as+an+indicator+for+independence+and+safety+in+ambulatory+individuals+with+spinal+cord+injury.">The use of lower limb loading ability as an indicator for independence and safety in ambulatory individuals with spinal cord injury.</a> European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 57 (1), 85-91 (2021).</li><li>Chaovalit, S., Taylor, N. F., Dodd, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sit-to-stand+exercise+programs+improve+sit-to-stand+performance+in+people+with+physical+impairments+due+to+health+conditions:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Sit-to-stand exercise programs improve sit-to-stand performance in people with physical impairments due to health conditions: a systematic review and meta-analysis.</a> Disability and Rehabilitation. 42 (9), 1202-1211 (2020).</li><li>Tekmyster, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+therapy+considerations+and+recommendations+for+patients+following+spinal+cord+stimulator+implant+surgery.">Physical therapy considerations and recommendations for patients following spinal cord stimulator implant surgery.</a> Neuromodulation. , (2021).</li><li>Kamnik, R., Bajd, T., Kralj, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+electrical+stimulation+and+arm+supported+sit-to-stand+transfer+after+paraplegia:+A+study+of+kinetic+parameters.">Functional electrical stimulation and arm supported sit-to-stand transfer after paraplegia: A study of kinetic parameters.</a> Artificial Organs. 23 (5), 413-417 (1999).</li><li>Bahrami, F., Riener, R., Jabedar-Maralani, P., Schmidt, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+analysis+of+sit-to-stand+transfer+in+healthy+and+paraplegic+subjects.">Biomechanical analysis of sit-to-stand transfer in healthy and paraplegic subjects.</a> Clinical Biomechanics. 15 (2), 123-133 (2000).</li><li>Roy, G., Nadeau, S., Gravel, D., Piotte, F., Malouin, F., McFadyen, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Side+difference+in+the+hip+and+knee+joint+moments+during+sit-to-stand+and+stand-to-sit+tasks+in+individuals+with+hemiparesis.">Side difference in the hip and knee joint moments during sit-to-stand and stand-to-sit tasks in individuals with hemiparesis.</a> Clinical Biomechanics. 22 (7), 795-804 (2007).</li><li>Crosbie, J., Tanhoffer, A., Fornusek, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FES+assisted+standing+in+people+with+incomplete+spinal+cord+injury:+a+single+case+design+series.">FES assisted standing in people with incomplete spinal cord injury: a single case design series.</a> Spinal Cord. 52 (3), 251-254 (2014).</li><li>Eitzen, I., Fernandes, L., Nordsletten, L., Snyder-Mackler, L., Risberg, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Weight-bearing+asymmetries+during+Sit-To-Stand+in+patients+with+mild-to-moderate+hip+osteoarthritis.">Weight-bearing asymmetries during Sit-To-Stand in patients with mild-to-moderate hip osteoarthritis.</a> Gait &amp; Posture. 39 (2), 683-688 (2014).</li><li>Petrella, M., Selistre, L. F. A., Serrao, P., Lessi, G. C., Goncalves, G. H., Mattiello, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics,+kinematics,+and+knee+muscle+activation+during+sit+to+stand+transition+in+unilateral+and+bilateral+knee+osteoarthritis.">Kinetics, kinematics, and knee muscle activation during sit to stand transition in unilateral and bilateral knee osteoarthritis.</a> Gait &amp; Posture. 86, 38-44 (2021).</li><li>Mao, Y. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+crucial+changes+of+Sit-to-Stand+phases+in+subacute+stroke+survivors+identified+by+movement+decomposition+analysis.">The crucial changes of Sit-to-Stand phases in subacute stroke survivors identified by movement decomposition analysis.</a> Frontiers in Neurology. 9, (2018).</li><li>Zoulias, I. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+instrumented+frame+for+standing+exercising+of+users+with+complete+spinal+cord+injuries.">Novel instrumented frame for standing exercising of users with complete spinal cord injuries.</a> Scientific Reports. 9 (1), 13003 (2019).</li><li>Abd Aziz, M., Hamzaid, N. A., Hasnan, N., Dzulkifli, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanomyography-based+assessment+during+repetitive+sit-to-stand+and+stand-to-sit+in+two+incomplete+spinal+cord-injured+individuals.">Mechanomyography-based assessment during repetitive sit-to-stand and stand-to-sit in two incomplete spinal cord-injured individuals.</a> Biomedical Engineering/Biomedizinische Technik. 65 (2), 175-181 (2020).</li><li>Mazza, C., Benvenuti, F., Bimbi, C., Stanhope, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+subject+functional+status,+seat+height,+and+movement+strategy+in+sit-to-stand+performance.">Association between subject functional status, seat height, and movement strategy in sit-to-stand performance.</a> Journal of the American Geriatrics Society. 52 (10), 1750-1754 (2004).</li><li>Moore, J. L., Potter, K., Blankshain, K., Kaplan, S. L., O'Dwyer, L. C., Sullivan, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+core+set+of+outcome+measures+for+adults+with+neurologic+conditions+undergoing+rehabilitation:+A+clinical+practice+guideline.">A core set of outcome measures for adults with neurologic conditions undergoing rehabilitation: A clinical practice guideline.</a> Journal of Neurologic Physical Therapy. 42 (3), 174-220 (2018).</li><li>Abd Aziz, M., Hamzaid, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FES+Standing:+The+effect+of+arm+support+on+stability+and+fatigue+during+Sit-to-Stand+manoeuvres+in+sci+individuals.">FES Standing: The effect of arm support on stability and fatigue during Sit-to-Stand manoeuvres in sci individuals.</a> International Conference for Innovation in Biomedical Engineering and Life Sciences. IFMBE Proceedings. 67, (2017).</li><li>Plumlee, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+ankle+bracing+on+knee+joint+biomechanics+during+an+unanticipated+cutting+maneuver.">Effects of ankle bracing on knee joint biomechanics during an unanticipated cutting maneuver.</a> Conference Proceedings of the Annual Meeting of the American Society of Biomechanics. , 807-808 (2010).</li><li>Estigoni, E. H., Fornusek, C., Hamzaid, N. A., Hasnan, N., Smith, R. M., Davis, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evoked+EMG+versus+muscle+torque+during+fatiguing+functional+electrical+stimulation-evoked+muscle+contractions+and+short-term+recovery+in+individuals+with+spinal+cord+injury.">Evoked EMG versus muscle torque during fatiguing functional electrical stimulation-evoked muscle contractions and short-term recovery in individuals with spinal cord injury.</a> Sensors (Basel). 14 (12), 22907-22920 (2014).</li><li>Hamzaid, N., Fornusek, C., Ruys, A., Davis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+isokinetic+FES+leg+stepping+trainer+(iFES-LST)+for+individuals+with+neurological+disability.">Development of an isokinetic FES leg stepping trainer (iFES-LST) for individuals with neurological disability.</a> 2009 IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics. , 480-485 (2009).</li><li>Assess muscle effort with vibromyography. Sonostics Inc Available from: <a target="_blank" href="https://www.biopac.com/application-note/vibromyography-vmg-assess-muscles-effort/">https://www.biopac.com/application-note/vibromyography-vmg-assess-muscles-effort/</a> (2019)</li><li>Donovan-Hall, M. K., Burridge, J., Dibb, B., Ellis-Hill, C., Rushton, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+views+of+people+with+spinal+cord+injury+about+the+use+of+functional+electrical+stimulation.">The views of people with spinal cord injury about the use of functional electrical stimulation.</a> Artificial Organs. 35 (3), 204-211 (2011).</li><li>Kagaya, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+and+analysis+of+standing-up+in+complete+paraplegia+utilizing+functional+electrical+stimulation.">Restoration and analysis of standing-up in complete paraplegia utilizing functional electrical stimulation.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 76 (9), 876-881 (1995).</li><li>Jeon, W., Hsiao, H. Y., Griffin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+different+initial+foot+positions+on+kinematics,+muscle+activation+patterns,+and+postural+control+during+a+sit-to-stand+in+younger+and+older+adults.">Effects of different initial foot positions on kinematics, muscle activation patterns, and postural control during a sit-to-stand in younger and older adults.</a> Journal of Biomechanics. 117, 110251 (2021).</li><li>Nadeau, S., Desjardins, P., Briere, A., Roy, G., Gravel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+chair+with+a+platform+setup+to+measure+the+forces+under+each+thigh+when+sitting,+rising+from+a+chair+and+sitting+down.">A chair with a platform setup to measure the forces under each thigh when sitting, rising from a chair and sitting down.</a> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 46 (3), 299-306 (2008).</li><li>Lee, S. K., Lee, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+changing+angle+and+height+of+toilet+seat+on+movements+and+ground+reaction+forces+in+the+feet+during+sit-to-stand.">The effects of changing angle and height of toilet seat on movements and ground reaction forces in the feet during sit-to-stand.</a> Journal of Exercise Rehabilitation. 12 (5), 438-441 (2016).</li><li>Camargos, A. C. R., Rodrigues-de-Paula-Goulart, F., Teixeira-Salmela, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+foot+position+on+the+performance+of+the+sit-to-stand+movement+with+chronic+stroke+subjects.">The effects of foot position on the performance of the sit-to-stand movement with chronic stroke subjects.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 90 (2), 314-319 (2009).</li><li>Beck, T. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+Fourier+and+wavelet+transform+procedures+for+examining+the+mechanomyographic+and+electromyographic+frequency+domain+responses+during+fatiguing+isokinetic+muscle+actions+of+the+biceps+brachii.">Comparison of Fourier and wavelet transform procedures for examining the mechanomyographic and electromyographic frequency domain responses during fatiguing isokinetic muscle actions of the biceps brachii.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 15 (2), 190-199 (2015).</li><li>Lee, M. Y., Lee, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+for+Sit-to-Stand+performance+according+to+the+angle+of+knee+flexion+in+individuals+with+hemiparesis.">Analysis for Sit-to-Stand performance according to the angle of knee flexion in individuals with hemiparesis.</a> Journal of Physical Therapy Science. 25 (12), 1583-1585 (2013).</li><li>Chang, S. R., Kobetic, R., Triolo, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+stand-to-sit+maneuver:+Implications+for+motor+system+neuroprostheses+after+paralysis.">Understanding stand-to-sit maneuver: Implications for motor system neuroprostheses after paralysis.</a> Journal of Rehabilitation Research and Development. 51 (9), 1339-1351 (2014).</li><li>Woods, B., Subramanian, M., Shafti, A., Faisal, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanomyography+based+closed-loop+functional+electrical+stimulation+cycling+system.">Mechanomyography based closed-loop functional electrical stimulation cycling system.</a> 2018 7th IEEE International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (Biorob. , (2018).</li><li>Wessell, N., Khalil, J., Zavatsky, J., Ghacham, W., Bartol, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Verification+of+nerve+decompression+using+mechanomyography.">Verification of nerve decompression using mechanomyography.</a> Spine Journal. 16 (6), 679-686 (2016).</li><li>Britton, E., Harris, N., Turton, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+exploratory+randomized+controlled+trial+of+assisted+practice+for+improving+sit-to-stand+in+stroke+patients+in+the+hospital+setting.">An exploratory randomized controlled trial of assisted practice for improving sit-to-stand in stroke patients in the hospital setting.</a> Clinical Rehabilitation. 22 (5), 458-468 (2008).</li></ol>

Den aktuelle undersøgelse viste et kropsvægtbidrag hos SCI-individer under SitTS-træning. Denne undersøgelse præsenterede SF som et vigtigt hjælpemiddel for paraplegikere til at udføre en vellykket SitTS-cyklus. Desuden blev der udviklet en instrumenteret SF for at sikre, at våbenstyrken også kan vurderes28. Anvendelsen af MMG blev tilføjet i undersøgelsen for at observere prime SitTS-muskel, der hjælper forskere med at forstå SitTS-ydeevne bedre. Desuden gjorde feedbacksessionen det ...

Sit-To-Stand (SitTS) er en betydelig bevægelse i et menneskes daglige aktivitet (ADL). Det er også en forudsætning for grundlæggende funktionelle aktiviteter som at stå, overføre og gå. For patienter med ufuldstændig rygmarvsskade (SCI), især paraplegikere, er SitTS-træning en afgørende aktivitet for deres funktionelle uafhængighed 1,2. Denne øvelse er afgørende for uafhængighedstræning, som i sidste ende hjælper SCI-befolkningen med at forbedre deres livskvalitet. For at udføre en tilstrækkelig og tilstrækkelig SitTS-øvelse skal viden om deres biomekanik og muskelaktivitet være let målbar under træningen.
I et klinisk rehabiliteringsprogram har SCI-patienter med klasse American Spinal Cord Injury Association (ASIA) Impairment Scale, AIS C en bedre progression og chance for at genvinde deres motoriske funktion end dem med klasse AIS B, der har komplette motoriske underskud. SitTS-ydeevnen spiller en vigtig rolle hos en SCI-patient for at indikere deres motoriske funktionalitet under genopretningsprocessen3. SCI AIS C-patienter har imidlertid brug for både støtte fra de øvre og nedre lemmer for at opnå vellykkede serier af gentagne SitTS-bevægelser. Overekstremitetsstøtten spiller en vigtig rolle i aflæsning af knæene, samtidig med at den giver tilstrækkelige løftekræfter og sikrer kropsbalancen under øvelsen4.
Formålet med denne undersøgelse er at beskrive de biomekaniske bidrag fra arme og ben gennem gentagne SitTS hos ufuldstændige SCI-individer. Denne undersøgelse placerer den biomekaniske analyse i forhold til deltagernes subjektive følelse af deres arme og ben, muskelpræstationer og følelser af 'indsats og træthed' gennem hele SitTS-øvelsen.
Mange tidligere SitTS-undersøgelser koncentrerede sig kun om at undersøge de kinematiske og kinetiske aspekter afaktiviteten 4,5,6,7. I en bredere sammenhæng med SitTS-træning kan udviklingen af denne metode, der inkluderer den instrumenterede stående ramme (SF) og kraftpladeanalyse, føre forskere til at vurdere både over- og underekstremitetsbidrag fra andre populationer såsom slagtilfælde, ældre og patienter med slidgigt 8,9,10. En tidligere undersøgelse af Zoulias et al., instrumenteret specialbygget hardware og software fra SF, præsenterede et stort rammedesign11. Denne metode kan være udfordrende at replikere. Derfor fremhævede denne SitTS-undersøgelse en bærbar instrumenteret SF, der kan vedtages af andre forskere med en eksisterende bevægelsesanalyselaboratorieopsætning.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Customade chair</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>A customade chair was built to following to the force plate&#39;s dimension.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FES RehaStim 2</td>
			<td>Hasomed</td>
			<td></td>
			<td>A device that can stimulate electrical current towards the muscle.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FlexiForce A201</td>
			<td>Tekscan, Inc., USA</td>
			<td>Force ranges: 0-100 lbs. (440 N)</td>
			<td>Force sensors is used to capture arms force at standing frame.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Foldable standing frame</td>
			<td></td>
			<td>Height: 70.0 cm - 90.0 cm.</td>
			<td>A walking frame that was bought from local medical company.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion Analysis</td>
			<td>Vicon Oxford, UK</td>
			<td></td>
			<td>A system that records kinematic and kinetics of the activity.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serial port terminal application</td>
			<td>CoolTerm</td>
			<td>version 1.4.6; Roger Meier&#39;s</td>
			<td>An application to record the force sensor data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibromyography software</td>
			<td>BIOPAC System Inc., USA</td>
			<td>AcqKnowledge 4.3.1</td>
			<td>A software to record and strore raw MMG data. It also function for offline analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VMG transducers and BIOPAC Vibromyography system</td>
			<td>BIOPAC System Inc., USA</td>
			<td>BP150 and HLT100C</td>
			<td>A device to measure muscle activity.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantifying arms and legs contributions during repetitive electrically-assisted sit-to-stand exercise in paraplegics: a pilot study

Udførelse af Sit-to-Stand (SitTS) hos patienter med ufuldstændig rygmarvsskade (SCI) involverer motorisk funktion i både øvre og nedre ekstremiteter. Især brugen af armstøtte er en væsentlig hjælpefaktor ved udførelse af SitTS-bevægelse i SCI-populationen. Derudover er anvendelsen af funktionel elektrisk stimulering (FES) på quadriceps og gluteus maximus muskler en af de foreskrevne styring for ufuldstændig SCI for at forbedre muskelvirkningen for enkle bevægelser i underekstremiteterne. Imidlertid er det relative bidrag fra øvre og nedre ekstremiteter under SitTS ikke blevet grundigt undersøgt. To motoriske ufuldstændige SCI paraplegikere udførte gentagne SitTS til træthed øvelse udfordring. Deres ydeevne blev undersøgt som en case-control-undersøgelse med blandet metode, der sammenlignede SitTS med og uden hjælp fra FES. Tre sæt SitTS-tests blev gennemført med 5 minutters hvileperiode fordelt mellem sæt, med mekanomyografi (MMG) sensorer fastgjort over rectus femoris-musklerne bilateralt. Øvelsen blev opdelt i 2 sessioner; Dag 1 for frivillig SitTS og dag 2 for FES-assisteret SitTS. Der blev gennemført spørgeskemaer efter hver session for at indsamle deltagernes input om deres gentagne SitTS-oplevelse. Analysen bekræftede, at en SitTS-cyklus kunne opdeles i tre faser; Fase 1 (forberedelse til at stå), fase 2 (sæde-off) og fase 3 (initiering af hofteforlængelse), som bidrog til henholdsvis 23% ± 7%, 16% ± 4% og 61% ± 6% af SitTS-cyklussen. Bidraget fra arme og ben under SitTS-bevægelsen varierede hos forskellige deltagere baseret på deres bens Medical Research Council (MRC) muskelkvalitet. Især begynder de påførte armkræfter at stige tydeligt, når benkræfterne begynder at falde under stående. Dette fund understøttes af det signifikant reducerede MMG-signal, der indikerer træthed i benmusklerne og deres rapporterede følelse af træthed.

I alt 399 og 463 SitTS-forsøg blev gennemført uden og med FES assisteret tilsvarende. De forsøg, der bidrog til hvert sæt, er tabuleret i tabel 2. Deltagerne kunne udføre flere SitTS-forsøg med tilstedeværelsen af elektrisk stimulering på deres ben, dvs. FES. Samlet set formåede begge deltagere at udføre flere SitTS-forsøg ved hjælp af FES. Dette tyder på, at FES hjælper med at stimulere deltagernes quadriceps til at udføre SitTS-handling i en længere periode20. De...

Watch this Scientific Journal Video about Quantifying Arms and Legs Contributions during Repetitive Electrically-Assisted Sit-To-Stand Exercise in Paraplegics: A Pilot Study at JoVE.com

Quantifying Arms and Legs Contributions during Repetitive Electrically-Assisted Sit-To-Stand Exercise in Paraplegics: A Pilot Study

Armebidrag i Sit-To-Stand (SitTS) bestemmes af benenes muskeltilstand. Flere kompenserende strategier blev opdaget i bestræbelserne på at opnå komplette SitTS-cyklusser. Disse fund triangulerer rygmarvsskadepersonernes biomekaniske målinger med deres subjektive følelse af belastning, der bæres af begge deres lemmer gennem hele SitTS-tilgangen.

Kvantificering af arme og benbidrag under gentagen elektrisk assisteret sidde-til-stå-øvelse i paraplegi: En pilotundersøgelse

Execution of Sit-to-Stand (SitTS) in incomplete spinal cord injury (SCI) patients involves motor function in both upper and lower extremities. The use of ...

Denne protokol demonstrerer passende retningslinjer ved at forklare væsentlige dele, og hvordan de udføres i udførelsen af et sidde-til-stå-eksperiment ved hjælp af armstøtte og funktionel elektrisk stimulering. Denne teknik hjælper med at håndtere kompleksiteten ved at have et par opsætninger, herunder instrumentering af en stående ramme, funktionel elektrisk stimulering og mekanomyografi. Denne metode kan anvendes til andre populationer, der kræver opsætning af sidde-til-stående med armassistance.Demonstration af proceduren vil være Khairul, en assistent i håndtering af MMG- og FES-opsætningen. Adhli, en assistent i Vicon setup, og Musfirah en ph.d.-kandidat under Dr. Nur Azah Hamzaids vejledning. Start sidde-til-stå-eksperimentet, der er oprettet ved at arrangere en stol og et stående stel.For at gøre det skal du designe en armløs stol med en højde på 45 centimeter uden ryglæn i henhold til dimensionen af en kraftplade 1 indlejret i gulvet i bevægelsesanalyselaboratoriet. Derefter instrumenteres hvert SF-ben i bunden med en uafhængig kraftsensor med et følsomhedsområde fra 0 til 12 kg. Placer en bærbar og sammenklappelig SF foran stolen inden for rækkevidde, og placer fire ben på SF uden for kraftplade 2 for at undgå dobbeltmålinger.For opsætning af bevægelsesanalyse skal du indtaste deltagerens detaljer såsom benlængde, ankelbredde og knæbredde i systemet. Placer derefter 16 reflekterende markører på deltagerens underekstremiteter med dobbeltsidet tape direkte over den bilaterale, forreste og bageste del af den overlegne iliac rygsøjle. Fastgør markøren over den laterale overflade af det bilaterale lår og skaft og på lateral venstre og højre malleolus.Placer derefter markører over venstre og højre for det andet metatarsale hoved og på calcaneus i samme højde af det andet metatarsale hoved. Når du er færdig, skal du instruere deltageren om at sidde barfodet, med knæene bøjet 90 grader og begge fødder placeret på kraftplade 2. Sørg for, at deltagerens hoved og bagagerum vender fremad, mens du sidder oprejst.Efter at have placeret deltagerens hænder på håndtaget på SF, skal du identificere rectus femoris-musklen ved at palpere det midterste og omfangsrige område af låret og derefter placere en mekanomyografi eller MMG-sensor pr. ben ved lårområdet af rectus femoris-muskelen bilateralt for at måle benmusklerne sidde-til-stå og stå-til-sidde-indsatsen. Fastgør sensorerne med et dobbeltsidet tape, og spænd sensorerne rundt om låret for at reducere bevægelsesartefakterne, før du opretter forbindelse til MMG-enheden og computeren. På dag ét skal du udføre en frivillig sidde-til-stå-øvelse ved at aktivere alle opsætninger for at registrere de valgte parametre.Ved afslutningen af nedtællingen på fem sekunder timet af en elektronisk timer skal du bede deltageren om at rejse sig fra den stationære siddeposition i tre sekunder, før han læner sig tilbage på stolen. Efter en pause på fem sekunder skal du fortsætte med at lave sidde-til-stå-forsøg, indtil deltageren ikke længere kan udføre den samme rutine. Når du er færdig, skal du slukke for alle de registrerede data.Giv en fem minutters pause, før du fortsætter det næste sæt af sidde-til-stå-rutinen for at give muskelgendannelse blandt sæt. Når forsøget er slut, skal du lade deltageren hvile i mindst 48 timer. På dag to skal du placere funktionelle elektriske stimuleringselektroder på quadriceps og gluteus maximus muskler for at udføre FES assisteret sidde-til-stå-øvelse.For quadriceps muskel skal du placere den første elektrode vandret omkring to fingerbredder over knæet og den anden elektrode vandret omkring en håndfladebredde under hofteleddet. For gluteus maximus-musklen skal du instruere deltageren om at bøje sig fremad for at placere den første elektrode lodret, tættest på hoftebenet, og fastgøre den anden elektrode lodret, tættest på halebenet, side om side fra den første elektrode. Når elektroderne er på plads, skal du tilslutte alle FES-elektroder til FES-enheden og slutte dem til FES-softwaren i computeren.Konfigurer FES-softwaren ved at vælge pulsbredden på 300 og frekvensen på 35 hertz. For at definere FES-strømintensiteten skal du spørge, om deltageren kan tolerere strømmen for at opnå knæ- og hofteforlængelse. Bestem FES-strømamplituden gennem flere praksis, inden du starter det faktiske forsøg.Start derefter eksperimentet som beskrevet tidligere ved at tænde FES, når deltageren rejser sig og slukke for FES for at lade deltageren læne sig tilbage på stolen. Gentag forsøget i sæt, og indsaml dataene. Under hele sidde-til-stå-handlingen i begge sessioner viste deltager 1's armprocent et højere bidrag til den samlede kropsvægtprocent sammenlignet med hans benprocent.I deltager 1 kunne den elektriske stimulering ikke give en fuld forlængelse i højre knæ i slutfasen af sidde-til-stå-rutinen. Den højre knævinkel nåede ikke det normale knæforlængelsesområde. I modsætning hertil udøvede deltager 2 mere styrke på benene for at bære den fulde kropsvægt med et højere bidrag fra benprocent i slutfasen af den frivillige sidde-til-stå-rutine.Derudover udviste deltager 2 under det sidste sæt frivillige sidde-til-stå-rutine en mindre knævinkel i bevægelsens tidlige fase. Under hændelse B, da balderne løftede sig op, blev det observeret, at deltager 1 øgede armstyrken for at løfte overkroppen fra stolen. I mellemtiden blev det maksimale bidrag fra våben for deltager 2 detekteret under hændelse B for FES-assisteret sidde-til-stå-rutine.Hvert trin i denne procedure er vigtigt og bør følges som angivet. Det er dog nødvendigt at bemærke, at der kan være fleksibilitet, specifikt i deltagerens oprindelige kropsholdning. Kvalitativ feedback kan tilføjes for at måle meninger og synspunkter vedrørende sidde-til-stå-rutiner, stabilitet og træthed fra deltagerens perspektiv.Ved at tilføje denne metode vil forskere bedre forstå sidde-til-stå-teknikkens adfærd med de opnåede kvantitative resultater.

Research

JoVE Journal

Engineering

Micro 3D Printing Using a Digital Projector and its Application in the Study of Soft Materials Mechanics

Micro 3D Udskrivning ved hjælp af en digital projektor og dens anvendelse i studiet af bløde materialer Mechanics

Buckling is a classical topic in mechanics. While buckling has long been studied as one of the major structural failure modes1, it has recently drawn new ...

Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Coherent anti-Stokes Raman Scattering CARS Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Sammenhængende anti-Stokes Raman spredning (CARS) Mikroskopi visualiserer farmaceutiske tabletter under opløsning

Traditional pharmaceutical dissolution tests determine the amount of drug dissolved over time by measuring drug content in the dissolution medium. This ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Detektion og Inddrivelse af Palladium, Guld og kobolt Metaller fra Urban Mine Brug Nye sensorer / Adsorbenter Udpegede med Nanoscale Wagon-hjul-formede porer

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

Spektroskopisk Boundary Layer Undersøgelse under ablative Material Testing i PlasmaTron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

En robot platform til at studere den Foreflipper af California Sea Lion

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions &#8212; A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

Udfordringer i Rheologisk Karakterisering af stærkt koncentrerede Karantæner - et casestudie til silketryk Silver Indsætter

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

In Situ Overvågning af accelereret ydeevne nedbrydning af solceller og moduler: en Case Study for Cu (i, Ga) Se2 solceller

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

Undersøgelse af sifon Breaker eksperiment og Simulation for en forskningsreaktoren

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Film kontrol til at undersøge bidrag af bølger til Droplet indvirkning Dynamics på tyndt flydende flydende film

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Study of a Dot-patterning Process on Flexible Materials using Impact Print-Type Hot Embossing Technology

Undersøgelse af en dot-mønstreproces på fleksible materialer ved hjælp af Impact Print-Type Hot Prægning Teknologi

Here we present our study on an impact print-type hot embossing process which can create dot patterns with various designs, widths, and depths in real ...