FES-Armradfahren auf funktionelle Fähigkeit und Kraft bei Menschen mit Rückenmarksverletzung

Alle stationären Patienten, die zur Erst-Rehabilitation nach akuter Rückenmarksverletzung (SCI) in der Queen Elizabeth National Spinal Injuries Unit aufgenommen werden und die Einschlusskriterien erfüllen, werden zur Teilnahme an der aktuellen Studie eingeladen. Während der gesamten Intervention erhalten die Teilnehmer die übliche Standardversorgung. Nach Erteilung der informierten Einwilligung werden demografische Daten der Teilnehmer erfasst (Geschlecht, Alter, Höhe der SCI und Schweregrad klassifiziert nach INSCSCI, Verletzungsmechanismus und Zeit seit der Verletzung). Daraufhin werden Basisbewertungen der oberen Extremitätenfunktion, der Gesamtfunktion und der Lebensqualität mithilfe einer Reihe von Assessments und Fragebögen aufgezeichnet.

Nach Abschluss der Basisbewertungen beginnt die Einrichtung des funktionellen Elektrostimulation (FES)-Armtrainings am Ergometer.

Jeder Teilnehmer erhält einen individuellen Login und ein Oberkörper-Ergometerprogramm am RT300 (Restorative Therapies) FES-Stationärfahrrad in der QENSIU. Die erste Sitzung umfasst die Beurteilung der Parameter für jeden Muskel mittels FES. Muskeln ohne Antischwerkraftfunktion werden für die Stimulation ausgewählt. Bis zu 12 Muskelgruppen der oberen Extremitäten können mit dem RT300 über Elektroden auf der Haut in einer koordinierten zyklischen Bewegung stimuliert werden. Die Haut wird überprüft, um sicherzustellen, dass keine Verbrennungen oder Wunden vorliegen; nachdem die Haut gereinigt ist, werden die Elektroden über den Muskeln platziert. Zu den stimulierten Muskeln gehören voraussichtlich der vordere Deltamuskel, der hintere Deltamuskel, der Bizeps, der Trizeps, die Hand- und Fingerstrecker und/oder die Hand- und Fingerbeuger. Die Beurteilung der Teilnehmertoleranz und geeigneter Parameter mit FES umfasst das Platzieren von 2 Klebeelektroden auf der Haut über dem Zielmuskel und deren Anschluss an den Stimulator. Die Amplitude (Intensität) der Stimulation wird schrittweise erhöht, bis eine ausreichende Muskelkontraktion beobachtet wird oder der Teilnehmer Unbehagen verspürt, je nachdem, was zuerst eintritt. Die Parameter werden so angepasst, dass die Stimulation so angenehm wie möglich ist; falls jedoch keine ausreichende Kontraktion innerhalb der Komfortzone des Patienten erreicht werden kann, wird dieser von der Studie ausgeschlossen. Dies wird für jeden Muskel an jedem Arm wiederholt; die Haut wird nach jedem Muskel überprüft. Die maximale Amplitude beträgt 140 mA. Die Pulsbreite liegt je nach Muskel zwischen 150 µs und 450 µs, und die Frequenz wird auf 40 Hz eingestellt. Nachdem alle Muskelparameter ermittelt wurden, wird der Teilnehmer am Arm-Ergometer eingerichtet, gegebenenfalls mit Griffhilfen, um die Handposition an den Griffen während des Radfahrens zu halten. Die Geschwindigkeit des Ergometers wird schrittweise erhöht, dann wird die Stimulation für alle Muskeln allmählich gesteigert. Der RT300 stimuliert den Muskel automatisch an dem Punkt der Kurbel, an dem der Muskel normalerweise beim Radfahren aktiv wäre. Für die erste Sitzung wird ein Ziel von 2-3 Minuten Armfahren mit Stimulation festgelegt. Die Armfahrmaße sind wie folgt: Die Geschwindigkeit wird in Umdrehungen pro Minute (RPM) gemessen und für die erste Sitzung auf 30 RPM eingestellt. Der Widerstand wird zunächst auf 0,5 Nm (Newtonmeter) eingestellt, wird jedoch angepasst, um dem Teilnehmer zu helfen, die Zielgeschwindigkeit beizubehalten. Der Teilnehmer wird während des gesamten FES-Armfahrens auf unerwünschte Ereignisse überwacht.

Nach Einrichtung des FES-Armfahrens beginnt die Intervention, bestehend aus 3 Sitzungen pro Woche über 6 Wochen. Eine FES-Sitzung beginnt mit dem Anlegen der Elektroden und dem Einstellen der Amplituden basierend auf den während der Einrichtung ermittelten Parametern. Es erfolgt ein 3-minütiges Aufwärmen durch Armfahren ohne FES. Anschließend wird die Stimulation für bis zu 30 Minuten hinzugefügt. Die Zielgeschwindigkeit wird auf 30 RPM eingestellt, und der Teilnehmer wird ermutigt, mit eigenen Anstrengungen, unterstützt durch FES, mit dieser Geschwindigkeit zu fahren. Wenn die Geschwindigkeit unter 30 RPM fällt, wird der Widerstand reduziert und bei Bedarf aktiviert sich ein Motor, um die Zielgeschwindigkeit zu halten. Ein 2-minütiges Abkühlen ohne Stimulation und Widerstand beendet die Sitzung. Während der Fahrradsitzung können Pausen nach Bedarf gemacht werden, aber die Sitzung wird abgebrochen, wenn ein Teilnehmer länger als 5 Minuten pausieren muss; die Haut wird auch jedes Mal überprüft, wenn die FES-Stimulation gestoppt wird. Obwohl ein Ziel von 30 Minuten FES-Anwendung gesetzt wurde, wird die tatsächliche Stimulationsdauer für jede Sitzung individuell auf den Teilnehmer zugeschnitten und basiert auf dessen Toleranz gegenüber FES, die über die 6 Wochen schrittweise aufgebaut wird.

Nach Abschluss der 6 Wochen werden dieselben Fragebögen und Assessments durchgeführt, ergänzt um den Fragebogen zum globalen Eindruck der Veränderung des Teilnehmers, der die Teilnahme an der Intervention abschließt.

Die Machbarkeit wird während der gesamten Intervention durch Aufzeichnung der Rekrutierungsrate und der Bindung gemessen, wobei die Anzahl der berechtigten Teilnehmer und die Anzahl der rekrutierten Teilnehmer betrachtet werden. Die Anzahl der nicht eingeschriebenen Teilnehmer und der Grund dafür sowie die Anzahl der Teilnehmer, die ausscheiden, und der Grund dafür.

Die Adhärenz wird durch die Abschlussraten der 6-wöchigen Intervention erfasst (Dauer der Sitzung und Anzahl der Sitzungen sowie Gründe für Nichtteilnahme an Sitzungen).

Die wahrgenommene Belastung/Unannehmlichkeit/Nutzen wird von den Teilnehmern mithilfe eines Fragebogens berichtet.

Die Sicherheit der Intervention wird aufgezeichnet, falls unerwünschte Ereignisse oder Sicherheitsbedenken auftreten. Jegliche, die aufgrund der Intervention auftreten, werden durch Diskussion zwischen dem Forschungs- und klinischen Team bestimmt.

Die übliche Standardversorgung wird von den Teilnehmern durch Selbstberichterstattung darüber, welche Physiotherapie und Ergotherapie sie wöchentlich besucht haben, erfasst.

FES-Parameter werden ebenfalls berichtet, einschließlich Stimulationsniveaus, Leistung, Umdrehungen pro Minute und zurückgelegte Distanz.