Blodstrømsbegrænsningsøvelse for dem med SCI

Denne undersøgelse er baseret på et inden for fagdesign. Efterforskerne sigter mod at rekruttere 16 personer med diagnosticeret ufuldstændige rygmarvsskader (niveau C3-L1, AISA C og D) til at deltage i to 8-ugers træningsprogrammer for underkroppen bestående af enten traditionel knæforlængelse og fleksionsøvelse eller knæforlængelse og fleksion med blodgennemstrømningsbegrænsning (figur 4). Forud for starten af ​​hvert program vil der blive opnået en række muskel- og karfunktionsmålinger (for detaljer om disse målinger se specifikke mål 1 og 2 nedenfor). Disse målinger vil blive gentaget i slutningen af ​​hver 8-ugers træningsperiode. For at overvåge risikoen for trombose vil der desuden blive indsamlet og analyseret blodprøver på 4 tidspunkter i løbet af hver 8-ugers periode: baseline, efter et enkelt træningspas, efter 4 ugers træning og igen i slutningen af ​​de 8 uger. træningsperiode (se specifikke mål 3 nedenfor for detaljer om disse analyser).

Emner Emner vil blive rekrutteret gennem SCI/D-afdelingen på Cleveland VA Medical Center. Kort fortalt skal forsøgspersonerne være mellem 18 og 55 år, mindst 1 år efter skaden og fri for hjerte-kar- eller hæmatologiske sygdomme. Forsøgspersonerne skal også have tilstrækkelig styrke i deres underekstremiteter til at gå uden hjælp i 10 meter (se den komplette liste over emners inklusion/udelukkelseskriterier i dokumentet om mennesker). De primære variabler for denne undersøgelse er ændringer i muskelstyrke, tværsnitsareal og vaskulær funktion. På grund af manglen på data om BFR-motion i SCI-populationen, var estimater af den nødvendige stikprøvestørrelse for denne undersøgelse baseret på tidligere offentliggjorte BFR-data i andre kliniske populationer med muskel- og skeletsvækkelse og atrofi. Generelt var effektstørrelsen af ​​BFR-træning på muskelstyrke og tværsnit fra flere undersøgelser 1,13, 0,995 og 1,9. Således indikerede en forudgående styrkeanalyse, at en stikprøvestørrelse på 16 deltagere er nødvendig for at give tilstrækkelig statistisk til at detektere en ændring mellem før- og eftertræning ved hjælp af en alfa på 0,05 og en styrke på 0,80.

Træningsprogram: Træningsprogrammet vil bestå af 8 ugers enten traditionel eller BFR knæforlængelse/fleksionsøvelse på et Biodex System 3 dynamometer. Forsøgspersoner vil være forpligtet til at komme til laboratoriet 2-3 dage om ugen i løbet af træningsprogrammet med det ultimative mål om 20 træningssessioner fordelt over hver 8-ugers periode. To nylige publicerede oversigtsartikler indikerer, at BFR-træning 2-3 gange om ugen er tilstrækkelig til muskelfordele i de kliniske populationer. BFR-træning gennem de 8 uger vil bestå af standard BFR-protokollen (30reps-15reps-15reps-15reps) af knæudvidelse/fleksion med 60 sekunders restitution mellem hvert sæt. Dynamometermodstanden indstilles til 30 % af maksimal frivillig kontraktion (bestemt ved første besøg), og en metronom vil blive brugt til at pace knæudvidelsen/fleksionen med en hastighed, der er forbundet med 180 grader pr. med behagelig gang). Udførelse af modstandsknæudvidelse/-fleksion på det isokinetiske dynamometer vil kun resultere i koncentriske kontraktioner (der vil ikke være nogen excentrisk fase). Koncentriske sammentrækninger kombineret med BFR er blevet rapporteret at øge musklernes tværsnitsareal og styrke i højere grad end excentrisk træning med BFR. Blodstrømsbegrænsning vil blive påført ved at bruge en 6 cm manchet, der er oppustet til 70 % af det tryk, der kræves for at okkludere lemmerblodstrømmen i hvile (se bestemmelse af arterielt okklusionstryk nedenfor). Manchettrykket vil blive oppustet før det første sæt og forblive oppustet gennem hele protokollen (trænings- og restitutionsperioder). Denne foreskrevne træningsplan for BFR-øvelsen (dvs. hyppighed af træningspas, antal gentagelser inden for hvert sæt, varighed af hvile mellem sæt, intensitet og manchettryk) er baseret på anbefalinger fra to nyligt offentliggjorte systematiske reviews af BFR-træning. Det traditionelle modstandstræningsprogram vil være en standardiseret træningsprotokol, der bruges i rehabilitering: 3 sæt knæforlængelse/fleksionsøvelser med modstanden sat til 60 % MVC. For at tilnærme det samlede volumen (antal samlede gentagelser x vægt) af BFR-protokollen vil de tre sæt bestå af henholdsvis 13, 12 og 12 gentagelser. I begge 8-ugers perioder vil det maksimale drejningsmoment blive revurderet hver anden uge, og efterfølgende træningsbelastninger vil blive ændret baseret på forbedringer i det maksimale drejningsmoment.

Bestemmelse af arterielt okklusionstryk: trykket for at okkludere femoral arteriel blodgennemstrømning vil blive bestemt ved et indledende besøg. Forsøgspersoner vil sidde stille i ro. En manchet vil blive placeret rundt om deres overlår, og en Doppler/ultralydsmaskine vil blive brugt til at få et billede og et blodhastighedsspektrum af den overfladiske lårbensarterie (distal i forhold til manchetten). Manchetten bliver derefter langsomt oppustet, ca. 2 mmHg hvert sekund, indtil hastighedsspektret forsvinder, hvilket indikerer fravær af blodgennemstrømning. Manchettrykket, ved hvilket blodgennemstrømningen stopper, vil blive betragtet som det arterielle okklusionstryk.

Potentielle problemer og alternative strategier med træningsprotokol: På grund af den brede vifte af funktionel kapacitet i iSCI-populationen er nogle forsøgspersoner muligvis ikke i stand til i første omgang at fuldføre træningsprotokollen som beskrevet ovenfor. For at øge sandsynligheden for, at forsøgspersoner kan opnå det foreskrevne antal samlede gentagelser, især i de første par ugers træning, kan gentagelserne inden for hvert sæt og antallet af sæt ændres (eks. 3 sæt af 13, 12, 12 gentagelser kan udskiftes med 4 sæt af 10, 9, 9, 9 gentagelser, da dette ville bevare det samlede antal gentagelser, men tilføje en ekstra restitutionsperiode). Ydermere vil træningssessioner i den indledende 8-ugers periode være veldokumenterede, således at den samlede mængde kan replikeres i den anden 8-ugers træningssession. Selvom der er begrænset eksperimentel evidens, der tyder på, at BFR-træning indebærer en højere risiko sammenlignet med typisk højintensiv træning, har Spranger og kolleger tidligere skitseret potentielle risici forbundet med BFR-træning hos patienter med hypertension, hjertesvigt og perifer arteriesygdom. Specifikt kan BFR-motion føre til farligt høje blodtryksreaktioner hos dem med overdrevne træningspressorreflekser. Imidlertid ville SCI-populationen, om noget, have en reduceret træningspressorrefleks på grund af afbrudt afferent feedback fra underekstremiteterne. Endelig er to 8-ugers træningssessioner en stor tidsforpligtelse for fag. Efterforskerne vil således yde økonomisk refusion for deltagelse og forsøge at rekruttere patienter, der i forvejen regelmæssigt besøger hospitalet til genoptræning. Hvis det stadig er vanskeligt at finde forsøgspersoner, der er villige til at deltage i en så langvarig undersøgelse, vil efterforskerne ændre protokollen, således at der vil være to uafhængige grupper på 16 forsøgspersoner tildelt en af ​​de to interventioner (i stedet for gentagne foranstaltninger), hvilket ville kræver rekruttering af flere fag, men hvert fag skal kun deltage i én 8-ugers træningsintervention.