Funktionel elektrisk stimulering (FES) Cykling for børn med rygmarvsskader (SCI)

Dette er et kontrolleret, randomiseret prætest/posttest undersøgelsesdesign, hvor tre forhold vil blive sammenlignet: FES bencykling, passiv bencykling og en kontrolgruppe, der modtager elektrisk stimulationsterapi. Randomisering af emnerne i de tre grupper vil blive koordineret på tværs af de to steder. Alle andre variabler vil blive kontrolleret i det omfang det er muligt. Alle børn i denne undersøgelse vil fortsat modtage standardterapi på det niveau, der er fastsat af den terapeut, der arbejder med barnet. Dette inkluderer passiv strækning af underekstremiteterne og brugen af ​​stående rammer. Medicin vil også forblive uændret gennem hele undersøgelsen, medmindre ændringer i kropsmasse eller andre fysiske forhold, der ikke er relateret til undersøgelsen (dvs. vækst) berettiger modifikation. Alle træningssessioner, efter den indledende en eller to-ugers vurdering, vil blive gennemført derhjemme.

Elektrisk aktivering af musklerne i denne undersøgelse vil blive opnået ved brug af overflademonterede elektroder. De muskelgrupper, der vil blive elektrisk aktiveret i denne undersøgelse, er quadriceps, hamstrings og glutealmusklerne bilateralt. Dette er baseret på de tidligere FES-cykelundersøgelser udført i den voksne befolkning. De passende stimuleringsniveauer for hver muskel vil blive bestemt for hvert individ.

Alle forsøgspersoner i de tre undersøgelsesgrupper vil udover deltagelse i denne undersøgelse modtage standardterapi i hjemmet. For alle børn vil dette omfatte passiv bevægelsesudstrækning tre gange hver uge. Ideelt set vil udstrækning blive udført før cykling eller elektrisk stimuleringsterapi for at fungere som en "opvarmningsperiode", før de mere involverede terapier udføres. For de børn med vedvarende tetraplegi, der deltager i denne undersøgelse, vil standardterapi også involvere at stå tre gange om ugen, enten med seler eller brug af en stående ramme.

FES Cykelgruppe FES Cykelgruppe vil blive bedt om at deltage i yderligere terapi, der involverer cykling i tredive minutter, tre gange om ugen. Alle cykelbevægelser vil blive udført med elektrisk aktivering af benmusklerne. De første en til to uger vil blive gennemført på stedet for at overvåge forsøgspersonernes reaktion på træning, hvorefter terapisessionerne fortsætter derhjemme. Målet vil være at opnå tredive minutters kontinuerlig cykling ved 50 o/min-1 med nul effekt. Indtil forsøgspersonerne når dette punkt, vil cykelsessionen blive opdelt i fem til ti minutter lange sæt, adskilt af fem minutters hvilepauser. Hvert emne vil dog gennemføre i alt tredive minutters cykling ved den indstillede hastighed. Når forsøgspersonerne når dette punkt, vil kravene til udgangseffekt blive øget. Fra nulpunktet øges effektbehovet for den første session med en watt (W). Hvis forsøgspersonen kan cykle uafbrudt i 30 minutter, øges kraftudgangskravet med en watt i næste session. Hvis motivet ikke kan træde i pedalerne i hele 30 minutter, vil kraftbehovet blive opretholdt på dette højere niveau, indtil der kan opnås 30 minutters kontinuerlig cykling. Effektbehovet vil så blive øget med en watt ved næste session. Forøgelser vil fortsætte på denne måde indtil slutningen af ​​protokollen, eller indtil den maksimale udgangseffekt på 50 watt er nået.

Passiv cykelgruppe Den passive cykelgruppe vil blive bedt om at deltage i yderligere terapi, der også vil involvere cykling i tredive minutter, tre gange om ugen. Motoren i cyklen vil dog sørge for alle cykelbevægelser. De første en til to uger vil blive udført på stedet under observation af efterforskerne, hvorefter terapisessionerne fortsætter derhjemme. De indledende sessioner vil blive brugt til at afgøre, om forsøgspersonen kan tåle øvelsen, og til at opbygge træthedsmodstand. Målet vil være at opnå tredive minutters kontinuerlig cykling ved 50 o/min-1 med nul effekt. Når forsøgspersonerne kan cykle i tredive minutter uafbrudt, vil forsøgspersonerne fortsætte på dette niveau, indtil protokollen er afsluttet.

Elektrisk stimuleringsterapi-gruppe Personer i kontrolgruppen vil opretholde deres standardterapi, ud over at modtage yderligere elektrisk stimuleringsterapi af quadriceps- og hamstringsmusklerne i en periode på 30 minutter, tre gange om ugen. Børnene i denne gruppe vil fungere som en kontrolgruppe til sammenligning af yderligere terapitid, der involverer cykling, sammenlignet med kun yderligere terapitid. Elektrisk stimulation blev valgt som den ekstra terapi, da specifikke sundhedsmæssige og fysiologiske fordele allerede er blevet rapporteret af denne gruppe af efterforskere og derfor kunne ses som sammenlignelig med cykling. Stimulering af musklerne vil blive opnået ved hjælp af en bærbar, 2-kanals overfladestimuleringsenhed (Empi, St. Paul Minnesota) i stedet for ExoStim-enheden. Hamstrings og quadriceps vil blive aktiveret bilateralt i 15 minutter hver på et niveau, der producerer en stærk muskelkontraktion. Dette vil blive opnået, mens forsøgspersonerne hviler i liggende stilling og arbejder mod nul modstand. Der vil også blive gjort forsøg på at inkorporere glutealmusklerne i den elektriske stimulationsprotokol, men sessionerne vil ikke overstige tidsperioden på tredive minutter.