Radfahren mit funktioneller Elektrostimulation zur Behandlung von Mobilitätseinschränkungen bei Menschen mit Multipler Sklerose

Experimental: FES Radfahren Übung

Das FES-Radfahren beinhaltet eine systematische, transkutane elektrische Stimulation der Beinmuskulatur, um eine Beinradbewegung zu erzeugen. Die Intensität und Dauer des Trainings werden auf der Grundlage der Richtlinien für Aerobic-Übungstraining für Personen mit MS und des American College of Sports Medicine vorgeschrieben und über 24 Wochen schrittweise erhöht. Die Teilnehmer werden ermutigt, 10 bis 50 Minuten lang bei einer Mindestkadenz von ~40–50 U/min und 40–60 % VO2peak aktiv Rad zu fahren. Die Intensität der Stimulation wird für jede Beinmuskelgruppe basierend auf der sensorischen Toleranz angepasst, mit dem Ziel, die Tretbewegung und die Zielherzfrequenz über die gesamte Sitzung aufrechtzuerhalten. Bei jeder Sitzung zeichnen wir die zurückgelegte Strecke, die verbrauchte Energie, die Leistungsabgabe, den Widerstand, die Herzfrequenz und die Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) auf.

Sonstiges: FES Radfahren Übung

Beim FES-Radfahren werden selbstklebende Oberflächenelektroden (Pals Platinum, Fallbrook, CA) verwendet, die über den Quadrizeps-, Kniesehnen- und Gesäßmuskelgruppen platziert werden, um die Beinmuskulatur zu stimulieren.

Placebo-Komparator: Passives Beinradfahren

Beim passiven Beinradfahren werden die Beine des Teilnehmers durch den Fahrradergometermotor ohne elektrische Stimulation bewegt. Die Dauer des Trainings folgt demselben Zeitplan wie die FES-Fahrradbedingung, und bei jeder Sitzung werden dieselben Daten aufgezeichnet. Die Bedingung des passiven Radfahrens umfasst die gleiche Belastung mit der Trainingseinrichtung, dem Trainingsgerät (d. h. RT300-Zyklen) und das Forschungspersonal (d. h. sozialer Kontakt und Aufmerksamkeit) wie bei der FES-Radfahrbedingung.

Sonstiges: Passives Beinradfahren

Passives Beinradfahren beinhaltet keine elektrische Stimulation

Änderung der Gehgeschwindigkeit

Die Gehgeschwindigkeit wird mit dem zeitgesteuerten 25-Fuß-Gehtest (T25FW) bewertet. Die Teilnehmer gehen so schnell und sicher wie möglich über eine Distanz von 25 Fuß (2 Versuche; Durchschnitt in m/s angegeben).

Veränderung der Gehausdauer

Die Gehausdauer wird mit dem 2-Minuten-Gehtest (2MW) bewertet. Die Teilnehmer gehen so schnell und so weit wie möglich in einem begehbaren Flur (1 Versuch, zurückgelegte Strecke in Metern).

Veränderung der Agilität

Die Beweglichkeit wird mit dem Timed Up-and-Go (TUG) Test bewertet. Die Teilnehmer erheben sich von einem Stuhl, gehen 3 Meter, drehen sich um, gehen zurück zum Stuhl und kehren in eine sitzende Position zurück (2 Versuche, Zeit in Sekunden für beide Versuche).

Änderung der vom Patienten bewerteten Mobilitätseinschränkung

Die von Patienten bewertete Auswirkung von MS auf das Gehen wird mit der Multiple Sclerosis Walking Scale-12 (MSWS-12) erfasst. Der MSWS-12 ist ein 12-Punkte-Fragebogen, der die Auswirkungen von MS auf die tägliche Funktionsfähigkeit mit Werten von 0 bis 100 bewertet, wobei höhere Werte auf eine stärkere Gehbeeinträchtigung hinweisen.

Änderung der kognitiven Leistung: Batterie für die kurze internationale kognitive Bewertung für Multiple Sklerose (BICAMS).

Die Batterie des Brief International Cognitive Assessment for Multiple Sclerosis (BICAMS) umfasst drei kognitive Aufgaben: die mündliche Version des Symbol Digit Modalities Test (SDMT), den California Verbal Learning Test II (CVLT-II) und den überarbeiteten Brief Visualspatial Memory Test ( BVMT-R). Der SDMT ist eine zeitgesteuerte Denkaufgabe, bei der Zahlen mit Symbolen verknüpft werden. Die Teilnehmer werden gebeten, in 90 Sekunden so viele richtige Zahlen wie möglich anzugeben. Der CVLT-II ist ein Test des verbalen Gedächtnisses und beinhaltet das Abrufen einer Liste von Wörtern, die von einem Prüfer laut vorgelesen werden. Dem Teilnehmer wird eine Liste mit 16 Wörtern vorgelesen und er wird gebeten, sich so viele Wörter wie möglich zu merken. Der BVMT ist ein Test des visuellen Gedächtnisses, bei dem eine Serie von 6 abstrakten Designs so genau wie möglich abgerufen und manuell gezeichnet wird. Der SDMT wird einmal durchgeführt, während es fünf Versuche des CVLT-II und drei Versuche des BVMT in der BICAMS-Batterie gibt. Höhere Werte bei allen drei Tests weisen auf eine bessere kognitive Funktion hin.

Veränderung der kognitiven Leistung: Paced Auditory Serial Addition Test (PASAT)

Beim Paced Auditory Serial Addition Test (PASAT) werden einem Teilnehmer alle 3 Sekunden einzelne numerische Ziffern präsentiert. Der Teilnehmer muss jede neue Ziffer zu der unmittelbar vorhergehenden addieren. Es werden insgesamt 61 Zahlen präsentiert und die Gesamtzahl der richtigen Antworten wird aufgezeichnet. Höhere Werte weisen auf eine bessere kognitive Funktion hin.

Änderung der Ermüdungswirkung

Die Auswirkungen der Ermüdung werden anhand der Modified Fatigue Impact Scale (MFIS) bewertet. Der MFIS ist ein 21-Punkte-Fragebogen mit drei Subskalen (körperlich, kognitiv und psychosozial), der die Auswirkungen von Müdigkeit auf die tägliche Funktionsfähigkeit in den letzten 4 Wochen bewertet. Die MFIS-Gesamtpunktzahlen werden berechnet, indem die Antworten für alle 21 Items summiert werden, wobei höhere Punktzahlen eine stärkere Auswirkung von Müdigkeit anzeigen. Subskalen werden basierend auf einer Teilmenge von Items berechnet. Die Werte reichen von 0–36, 0–40 bzw. 0–8 für körperliche, kognitive und psychosoziale Subskalen, wobei höhere Werte eine stärkere Erschöpfung anzeigen.

Änderung der Schwere der Ermüdung

Der Schweregrad der Ermüdung wird anhand der Fatigue Severity Scale (FSS) bewertet. Der FSS ist ein Fragebogen mit neun Punkten, der die wahrgenommene Müdigkeit in den letzten 7 Tagen bewertet. Die FSS-Gesamtpunktzahlen werden als Mittelwert der neun Items berechnet. Die Werte auf dem FSS reichen von 1-7, wobei höhere Werte auf eine stärkere Ermüdung hindeuten.

Veränderung im Schmerz

Schmerzen werden anhand des McGill-Schmerzfragebogens (MPQ) beurteilt. Der MPQ ist ein 15-Punkte-Fragebogen, der das Schmerzniveau der Teilnehmer während eines Zeitraums von 4 Wochen bewertet. Die Gesamtpunktzahl wird durch Summieren der Antworten für jedes Item berechnet und kann zwischen 0 und 45 liegen, wobei höhere Punktzahlen eine stärkere Schmerzintensität anzeigen.

Veränderung der Symptome von Angst und Depression

Die Symptome von Angst und Depression werden anhand der 14-Punkte-Krankenhausangst- und Depressionsskala (HADS) bewertet. Die HADS hat zwei Subskalen (d. h. Angst und Depression), die jeweils 7 Items enthalten, von denen eine Teilmenge Reserve-Scores enthält und dann zu Gesamtscores summiert wird, die von 0-21 reichen. Höhere Werte auf jeder Subskala weisen auf häufigere Symptome von Angst und Depression hin.

Veränderung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität

Die gesundheitsbezogene Lebensqualität wird anhand der 29 Punkte umfassenden Multiple Sclerosis Impact Scale (MSIS-29) bewertet. Der MSIS-29 ist ein Maß für die physische und psychische gesundheitsbezogene QOL. Die physische Subskala enthält 20 Items und die psychologische Subskala neun Items. Die Werte der physischen und psychischen Subskalen werden so berechnet, dass sie von 0 bis 100 reichen, wobei höhere Werte einen größeren physischen und psychischen Einfluss von MS auf die täglichen Aktivitäten anzeigen.

Veränderung der Aktivitäten des täglichen Lebens

Die Teilnahme an Aktivitäten des täglichen Lebens wird mit dem abgekürzten Late-Life Function and Disability Instrument (LLFDI) erfasst. Das LLDFI enthält 15 Items in drei Subskalen: grundlegende Funktion der unteren Extremität, fortgeschrittene Funktion der unteren Extremität und Funktion der oberen Extremität. Jede Subskala enthält 5 Items und die Punktzahlen reichen von 5-25. Ein zusammengesetzter Score wird durch Summieren aller drei Subskalen-Scores generiert und reicht von 15 bis 75, wobei höhere Scores weniger funktionelle Einschränkungen anzeigen.

Änderung der kardiorespiratorischen Fitness

Die kardiorespiratorische Fitness wird anhand eines inkrementellen Belastungstests auf einem Liegestepper als maximaler Sauerstoffverbrauch bewertet.

Veränderung der Muskelfitness

Die muskuläre Fitness wird bilateral als Spitzendrehmoment der Kniestrecker/-beuger und Knöchel-Dorsalflexoren/Plantarflexoren unter Verwendung eines Biodex System 4-Dynamometers bewertet. Das maximale Drehmoment wird erreicht, indem der Teilnehmer drei maximale isometrische Kontraktionen mit jeder Muskelgruppe für 5 Sekunden durchführt, mit einer Pause von 15 Sekunden zwischen jedem Versuch.

Veränderung der Körperzusammensetzung

Die Körperzusammensetzung wird mittels Dual-Energy-Röntgen-Absorptiometrie (DXA) beurteilt. Die Daten umfassen prozentualen Körperfettanteil, Fettmasse, Magermasse, Knochenmineraldichte und Knochenmineralgehalt.

Änderung der optischen Kohärenztomographie-Maßnahmen

Mittels optischer Kohärenztomographie (OCT) soll die Dicke der retinalen Nervenfaserschicht erfasst werden.