Funktionelle Elektrostimulation (FES) Radfahren für Kinder mit Rückenmarksverletzungen (SCI)

Dies ist ein kontrolliertes, randomisiertes Pretest-/Posttest-Studiendesign, bei dem drei Bedingungen verglichen werden: FES-Beinradtraining, passives Beinradtraining und eine Kontrollgruppe, die eine Elektrostimulationstherapie erhält. Die Randomisierung der Probanden in die drei Gruppen wird über die beiden Standorte hinweg koordiniert. Alle anderen Variablen werden so weit wie möglich kontrolliert. Alle Kinder in dieser Studie erhalten weiterhin die Standardtherapie auf dem Niveau, das von dem Therapeuten festgelegt wurde, der mit dem Kind arbeitet. Dazu gehören das passive Strecken der unteren Extremitäten und der Einsatz von Stehhilfen. Auch die Medikamente bleiben während der gesamten Studie unverändert, es sei denn, Änderungen der Körpermasse oder anderer körperlicher Bedingungen, die nichts mit der Studie zu tun haben (z. Wachstum) eine Änderung rechtfertigen. Alle Übungssitzungen werden nach der ersten ein- oder zweiwöchigen Bewertung zu Hause durchgeführt.

Die elektrische Aktivierung der Muskeln in dieser Studie wird durch die Verwendung von oberflächenmontierten Elektroden erreicht. Die Muskelgruppen, die in dieser Studie elektrisch aktiviert werden, sind der Quadrizeps, die hintere Oberschenkelmuskulatur und die Gesäßmuskulatur bilateral. Dies basiert auf früheren FES-Radfahrstudien, die an der erwachsenen Bevölkerung durchgeführt wurden. Die geeigneten Stimulationspegel für jeden Muskel werden für jeden Probanden bestimmt.

Alle Probanden in den drei Studiengruppen erhalten zusätzlich zur Teilnahme an dieser Studie eine Standardtherapie zu Hause. Für alle Kinder beinhaltet dies dreimal wöchentliches Dehnen des passiven Bewegungsbereichs. Idealerweise wird das Dehnen vor dem Radfahren oder der elektrischen Stimulationstherapie durchgeführt, um als „Aufwärmphase“ zu dienen, bevor die aufwendigeren Therapien durchgeführt werden. Für die an dieser Studie teilnehmenden Kinder mit anhaltender Tetraplegie besteht die Standardtherapie auch darin, dreimal pro Woche zu stehen, entweder mit Zahnspangen oder unter Verwendung eines Stehgestells.

FES-Radsportgruppe Die FES-Radsportgruppe wird gebeten, dreimal pro Woche für 30 Minuten an einer zusätzlichen Therapie mit Radfahren teilzunehmen. Alle Fahrradbewegungen werden mit elektrischer Aktivierung der Beinmuskulatur ausgeführt. Die ersten ein bis zwei Wochen werden vor Ort durchgeführt, um die Reaktion der Probanden auf die Übung zu überwachen, danach werden die Therapiesitzungen zu Hause fortgesetzt. Das Ziel wird sein, 30 Minuten ununterbrochenes Radfahren bei 50 U•min-1 ohne Leistungsabgabe zu erreichen. Bis die Probanden diesen Punkt erreichen, wird die Radfahrsitzung in fünf bis zehn Minuten lange Sätze unterteilt, die durch fünfminütige Ruhepausen getrennt sind. Jeder Proband wird jedoch insgesamt 30 Minuten Radfahren mit der eingestellten Geschwindigkeit absolvieren. Sobald die Probanden diesen Punkt erreicht haben, werden die Anforderungen an die Ausgangsleistung erhöht. Ab dem Nullpunkt wird der Leistungsbedarf für die erste Sitzung um ein Watt (W) erhöht. Wenn der Proband 30 Minuten lang ununterbrochen Rad fahren kann, wird die Leistungsabgabe bei der nächsten Sitzung um ein Watt erhöht. Wenn der Proband nicht volle 30 Minuten in die Pedale treten kann, wird der Leistungsbedarf auf diesem höheren Niveau gehalten, bis 30 Minuten kontinuierliches Radfahren erreicht werden können. Der Leistungsbedarf wird dann bei der nächsten Sitzung um ein Watt erhöht. Die Erhöhungen werden auf diese Weise bis zum Ende des Protokolls oder bis zum Erreichen der maximalen Ausgangsleistung von 50 Watt fortgesetzt.

Gruppe für passives Radfahren Die Gruppe für passives Radfahren wird gebeten, an einer zusätzlichen Therapie teilzunehmen, die auch dreimal wöchentliches Radfahren für 30 Minuten umfasst. Der Motor im Fahrrad sorgt jedoch für alle Fahrradbewegungen. Die ersten ein bis zwei Wochen werden vor Ort unter Beobachtung der Untersucher durchgeführt, danach werden die Therapiesitzungen zu Hause fortgesetzt. Die ersten Sitzungen werden verwendet, um festzustellen, ob der Proband die Übung verträgt, und um Ermüdungsresistenz aufzubauen. Das Ziel wird sein, 30 Minuten ununterbrochenes Radfahren bei 50 U•min-1 ohne Leistungsabgabe zu erreichen. Sobald die Probanden 30 Minuten lang ununterbrochen Rad fahren können, fahren die Probanden auf diesem Niveau bis zum Abschluss des Protokolls fort.

Elektrostimulationstherapie-Gruppe Die Probanden in der Kontrollgruppe behalten ihre Standardtherapie bei, zusätzlich zu einer zusätzlichen Elektrostimulationstherapie des Quadrizeps und der Kniesehnenmuskulatur für einen Zeitraum von 30 Minuten dreimal pro Woche. Die Kinder in dieser Gruppe dienen als Kontrollgruppe für den Vergleich der zusätzlichen Therapiezeit mit Radfahren im Vergleich zur reinen zusätzlichen Therapiezeit. Die Elektrostimulation wurde als zusätzliche Therapie der Wahl ausgewählt, da von dieser Forschergruppe bereits spezifische gesundheitliche und physiologische Vorteile berichtet wurden und sie daher als vergleichbar mit dem Radfahren angesehen werden konnten. Die Muskelstimulation erfolgt mit einem tragbaren 2-Kanal-Oberflächenstimulationsgerät (Empi, St. Paul Minnesota) anstelle des ExoStim-Geräts. Die hintere Oberschenkelmuskulatur und der Quadrizeps werden bilateral für jeweils 15 Minuten auf einem Niveau aktiviert, das eine starke Muskelkontraktion hervorruft. Dies wird erreicht, während die Probanden in Rückenlage ruhen und gegen null Widerstand arbeiten. Es wird auch versucht, die Gesäßmuskulatur in das Elektrostimulationsprotokoll einzubeziehen, aber die Sitzungen werden den Zeitraum von 30 Minuten nicht überschreiten.