Cvičení na omezení průtoku krve pro osoby s SCI

Toto šetření je založeno na vnitřním návrhu předmětu. Cílem vyšetřovatelů je získat 16 jedinců s diagnostikovaným nekompletním poraněním míchy (úroveň C3-L1, AISA C a D), aby se zúčastnili dvou 8týdenních cvičebních programů pro spodní část těla, které se skládají buď z tradičního cvičení extenze a flexe kolena, nebo extenze a flexe kolena s omezení průtoku krve (obrázek 4). Před začátkem každého programu bude provedena série měření svalové a vaskulární funkce (podrobnosti o těchto měřeních viz specifický cíl 1 a 2 níže). Tato měření se budou opakovat na konci každého 8týdenního tréninkového období. Kromě toho, aby bylo možné sledovat riziko trombózy, budou odebírány a analyzovány krevní vzorky ve 4 časových bodech během každého 8týdenního období: výchozí stav, po jednom cvičení, po 4 týdnech tréninku a znovu na konci 8týdenního období. tréninkové období (podrobnosti o těchto testech viz specifický cíl 3 níže).

Subjekty Subjekty budou přijímány prostřednictvím oddělení SCI/D v Cleveland VA Medical Center. Stručně řečeno, subjekty musí být ve věku 18 až 55 let, alespoň 1 rok po úrazu a bez kardiovaskulárních nebo hematologických onemocnění. Subjekty musí mít také dostatek síly ve svých dolních končetinách, aby bez pomoci ušly 10 metrů (viz úplný seznam kritérií pro zařazení/vyloučení subjektů v dokumentu o lidských subjektech). Primárními proměnnými pro toto vyšetření jsou změny svalové síly, plochy průřezu a vaskulární funkce. Vzhledem k nedostatku údajů o cvičení BFR v populaci SCI byly odhady požadované velikosti vzorku pro tuto studii založeny na dříve publikovaných údajích o BFR v jiných klinických populacích s muskuloskeletální slabostí a atrofií. Obecně byla velikost účinku BFR cvičení na svalovou sílu a průřez z několika výzkumů 1,13, 0,995 a 1,9. Apriorní analýza síly tedy ukázala, že je zapotřebí vzorek o velikosti 16 účastníků k poskytnutí dostatečné statistiky k detekci změny mezi před a po tréninku pomocí alfa 0,05 a síly 0,80.

Tréninkový program: Tréninkový program se bude skládat z 8 týdnů buď tradičního nebo BFR extenze/flexe kolena na dynamometru Biodex System 3. Subjekty budou muset docházet do laboratoře 2-3 dny v týdnu po dobu trvání školicího programu s konečným cílem 20 školení rozdělených do každého 8týdenního období. Dvě nedávno publikované přehledové práce naznačují, že trénink BFR 2–3krát týdně je dostatečný pro svalový přínos v klinické populaci. Trénink BFR po dobu 8 týdnů se bude skládat ze standardního protokolu BFR (30 opakování-15 opakování-15 opakování-15 opakování) extenze/flexe kolene s 60 sekundami zotavení mezi každou sérií. Odpor dynamometru bude nastaven na 30 % maximální dobrovolné kontrakce (určené při úvodní návštěvě) a metronom bude použit ke stimulaci extenze/flexe kolena rychlostí 180 stupňů za sekundu (střední rozsah rychlosti kolenního kloubu spojený s s pohodlnou chůzí). Provádění odporové extenze/flexe kolena na izokinetickém dynamometru bude mít za následek pouze koncentrické kontrakce (nebude existovat žádná excentrická fáze). Bylo hlášeno, že koncentrické kontrakce v kombinaci s BFR zvyšují plochu a sílu svalů ve větší míře než excentrické cvičení s BFR. Omezení průtoku krve bude aplikováno pomocí 6 cm manžety nafouknuté na 70 % tlaku potřebného k uzavření průtoku krve končetinou v klidu (viz stanovení arteriálního okluzního tlaku níže). Tlak v manžetě bude nafouknut před počátečním nastavením a zůstane nafouknutý po celou dobu protokolu (období cvičení a zotavení). Tento předepsaný tréninkový plán pro cvičení BFR (tj. frekvence tréninků, počet opakování v každé sérii, délka odpočinku mezi sériemi, intenzita a tlak v manžetě) vychází z doporučení dvou nedávno publikovaných systematických přehledů tréninku BFR. Tradičním odporovým tréninkovým programem bude standardizovaný cvičební protokol používaný v rehabilitaci: 3 série cvičení extenze/flexe kolene s odporem nastaveným na 60 % MVC. Abychom přiblížili celkový objem (počet celkových opakování x hmotnost) protokolu BFR, budou se tři sady skládat z 13, 12 a 12 opakování, v tomto pořadí. Během obou 8týdenních období bude špičkový točivý moment přehodnocován každé dva týdny a následné tréninkové zatížení bude upraveno na základě zlepšení špičkového točivého momentu.

Stanovení arteriálního okluzního tlaku: tlak pro okluzi femorálního arteriálního průtoku krve bude stanoven při úvodní návštěvě. Subjekty budou tiše sedět v klidu. Kolem horní části stehna jim bude umístěna manžeta a pomocí dopplerovského/ultrazvukového přístroje se získá obraz a spektrum rychlosti krve povrchové femorální tepny (distálně od manžety). Manžeta se pak pomalu nafoukne, přibližně 2 mmHg každou sekundu, dokud rychlostní spektrum nezmizí, což indikuje nepřítomnost průtoku krve. Tlak v manžetě, při kterém se průtok krve zastaví, bude považován za arteriální okluzní tlak.

Potenciální problémy a alternativní strategie s tréninkovým protokolem: Kvůli široké škále funkční kapacity v populaci iSCI nemusí být některé subjekty zpočátku schopny dokončit cvičební protokol, jak je uvedeno výše. Aby se zvýšila pravděpodobnost, že subjekty dosáhnou předepsaného celkového počtu opakování, zejména v prvních několika týdnech tréninku, mohou být opakování v každé sérii a počet sérií upraveny (např. 3 sady po 13, 12, 12 opakováních mohou být nahrazeny o 4 sady po 10, 9, 9, 9 opakováních, protože by se zachoval celkový počet opakování, ale přidala by se další doba na zotavení). Kromě toho budou tréninky v počátečním 8týdenním období dobře zdokumentovány, takže celkový objem lze zopakovat v druhém 8týdenním tréninku. Ačkoli existují omezené experimentální důkazy naznačující, že trénink BFR přináší vyšší riziko ve srovnání s typickým cvičením vysoké intenzity, Spranger a kolegové již dříve nastínili potenciální rizika spojená s cvičením BFR u pacientů s hypertenzí, srdečním selháním a onemocněním periferních tepen. Cvičení BFR může konkrétně vést k nebezpečně vysokému krevnímu tlaku u pacientů s přehnanými cvičebními tlakovými reflexy. Populace SCI by však měla snížený zátěžový presorický reflex v důsledku přerušené aferentní zpětné vazby z dolní končetiny. A konečně, dvě 8týdenní školení jsou pro subjekty velkým časovým závazkem. Vyšetřovatelé tedy poskytnou finanční náhradu za účast a pokusí se získat pacienty, kteří již nemocnici pravidelně navštěvují, na rehabilitaci. Pokud je stále obtížné najít subjekty, které jsou ochotny se zúčastnit tak dlouhé studie, výzkumníci upraví protokol tak, že budou existovat dvě nezávislé skupiny 16 subjektů přiřazené k jedné ze dvou intervencí (spíše než k opakovaným opatřením), které by vyžadují nábor více subjektů, ale každý subjekt se musí zúčastnit pouze jedné 8týdenní školicí intervence.