Únavnost čtyřhlavého svalu u nespolupracujících subjektů

Polohování subjektu: Speciální zařízení skládající se z tuhé polstrované dřevěné desky spočívající na kovové tyči, která byla připevněna ke kovovému rámu nemocničního lůžka, drželo kolenní kloub v úhlu 90 stupňů a zajišťovalo pevnou oporu celého těla. stehno (obr. 1). Polohování bylo zvoleno tak, aby omezilo zbytečné pohyby a minimalizovalo riziko pro mechanicky ventilované pacienty na JIP. Izometrické extenzní síly kolena byly proto měřeny, zatímco subjekty byly umístěny v poloze na zádech na nemocničním lůžku s 30stupňovým sklonem hlavy a trupu.

Elektrická svalová stimulace: Dvě uhlíkové elektrody byly umístěny distálně nad motorický bod mediální (vastus medialis) a laterální (vastus lateralis) hlavy čtyřhlavého svalu. Motorický bod byl definován jako místo, které odpovídalo nejnižšímu možnému prahovému proudu a prahový proud motoru byl definován jako nejnižší proud stimulace vlaku, který vedl k viditelné svalové kontrakci. Další pár elektrod (5x9 cm) byl umístěn 5 cm distálně od tříselného záhybu (10). Pro optimalizaci elektrického vedení byla kůže před aplikací elektrod oholena a opláchnuta. Tento přístup byl podobný předchozím studiím (11).

Zpočátku dva vysokonapěťové stimulátory konstantního proudu dodávaly deset jednotlivých stimulačních záškubů s bifázickými čtvercovými pulzy o šířce 300 μs. Poté byl zapnut generátor vlaku, který spustil dodávku proudu 35 Hz v cyklech 3 sekund oddělených 1 sekundovou pauzou pro celkem 40 tetanických kontrakcí. Bezprostředně po tetanických kontrakcích druhá série deseti jednoduchých škubnutí ukončila protokol. Obrázek 2 ukazuje příklad skutečného záznamu křivky odezvy síly.

První testovací den byl proud upraven na 75 % nad prahovým proudem motoru. Druhý testovací den byla intenzita tréninku stanovena jako intenzita stimulace odpovídající stejné výstupní úrovni síly (mV), jaká byla vytvořena první tetanickou kontrakcí v první testovací den, při zachování stejného poměru mezi úrovní mediální a laterální intenzity. .

Parametry stimulace a metoda dvoukanálové stimulace byly zvoleny tak, aby se zvýšil objem stimulované svalové hmoty, zajistila se bezpečná, tetanická kontrakce u nespolupracujících subjektů; snížit riziko nadměrného poškození svalů a vyhnout se náboru smyslových vláken a tím minimalizovat nepohodlí.

Měření síly: Výškově nastavitelný tenzometr, umístěný pod postelí, byl připevněn ke kovovému rámu postele a připojen vodorovně (180 stupňů) k subjektům pomocí neroztažitelného popruhu umístěného kolem úhlu subjektu. Aby se minimalizoval pohyb nohou, byl mezi kotník a pevnou kovovou tyč připevněn druhý neroztažitelný popruh, který se táhl přímo naproti popruhu držícího tenzometr. K detekci změn relativního odporu v tenzometru byl použit můstkový obvod a transformované změny napětí, úměrné točivému momentu generovanému aktivovaným svalem, byly poté A/D převedeny, vzorkovány při 1 kHz a následně uloženy v osobním počítači pro další offline analýza.

Offline analýza dat Všechny prahové hodnoty proudu motoru byly průměrem dvou měření na každé straně.

Tetanické kontrakce: Pro zajištění dosažení úrovně plateau kontrakcí byly hodnoty točivého momentu vypočteny jako průměr poslední sekundy 3-sekundové kontrakce. Maximální hodnoty tetanického točivého momentu byly nejvyšší získanou hodnotou. Období tetanické stimulace bylo rozděleno do pěti intervalů, kde interval 1 odpovídá prvním 60 sekundám (1-15 kontrakcí), interval 2 od 61-120 sekund (16-30 kontrakcí), interval 3 od 121-160 sekund (31-40 kontrakce), interval 4 prvních 120 sekund (1-30 kontrakcí) a interval 5 na celkovou dobu 160 sekund (1-40 kontrakcí). Pro každý interval byla odolnost vůči svalové únavě vyjádřena jako index únavy (FI) a vypočtena jako poměr mezi součtem maximálních hodnot točivého momentu z posledních tří kontrakcí vzhledem k součtu hodnot maximálního točivého momentu z prvních tří kontrakcí. Dále byly vyneseny maximální hodnoty točivého momentu pro každou kontrakci a vypočtena směrnice regresní přímky pro každý interval.

Kontrakce záškuby: Všechna data byla filtrována 15Hz dolní propustí a maximální točivý moment a doba náběhu byly vypočteny před a po periodě tetanické stimulace. Pro každou sérii 10 záškubů byl pro jednotlivé záškuby vypočítán špičkový točivý moment a doba náběhu (sklon mezi 30 % a 70 % maximální síly záškubů, Nm/s). Jak maximální točivý moment, tak doba náběhu byly poté vyjádřeny jako průměrné hodnoty všech záškubů před a po tetanické kontrakci.

Integrita dat:

Pozornost byla věnována zajištění identických studijních podmínek a jednotnosti, pokud jde o denní dobu, umístění, vybavení a postup. Kromě toho byly všechny testy prováděny v prostředí s řízenou teplotou s hodnocením jediného pozorovatele a režimem měření udržovaným po celou dobu studie. Stejný výzkumník (JBP), který byl zaslepený vůči úrovni intenzity, určil všechny prahové hodnoty a MR provedla všechna on-line měření svalové síly. Pro zajištění optimálního srovnání mezi dvěma experimentálními secesemi byly subjekty umístěny do standardizované polohy zajišťující jednotnost držení těla, polohy kloubů a orientaci stehna. Aby se snížily každodenní odchylky v umístění elektrod na stehně, byly tyto označeny spolu s nejméně třemi trvalými orientačními body na průhledném papíře, což sloužilo jako „mapa“ pro přesnou identifikaci. Sedmý den pak stejný výzkumník (JBP) opatrně vyměnil elektrody shodné se dnem 1. V obou testovacích dnech byla kalibrována měřidla a každý subjekt absolvoval krátké standardizované seznámení s nízkou intenzitou před testovací procedurou, aby se zajistila potenciace svalové tkáně, během níž byla pečlivě vysvětlena elektrická stimulace svalů a předkládaný protokol. Pořadí testování vlevo/vpravo bylo stanoveno po randomizaci se stejným pořadím testování udržovaným druhý experimentální den. Subjekty byly instruovány, aby byly co možná nejvíce uvolněné a aby během testu potlačily jakoukoli dobrovolnou kontrakci. Nakonec, aby byla zajištěna kvalita zaznamenaných dat, byly síly natažení kolena okamžitě zobrazeny on-line na obrazovce počítače pro vizuální kontrolu.