Estimulación eléctrica funcional (FES) Ciclismo para niños con lesiones de la médula espinal (SCI)

Este es un diseño de estudio controlado y aleatorizado previo/posterior en el que se compararán tres condiciones: ejercicio de ciclismo de piernas FES, ejercicio de ciclismo de piernas pasivo y un grupo de control que recibe terapia de estimulación eléctrica. La aleatorización de los sujetos en los tres grupos se coordinará en los dos sitios. Todas las demás variables serán controladas en la medida de lo posible. Todos los niños en este estudio continuarán recibiendo terapia estándar al nivel establecido por el terapeuta que trabaja con el niño. Esto incluye el estiramiento pasivo de las extremidades inferiores y el uso de bipedestadores. Los medicamentos también permanecerán inalterados durante todo el estudio, a menos que se produzcan cambios en la masa corporal u otras condiciones físicas no relacionadas con el estudio (p. crecimiento) requieren modificación. Todas las sesiones de ejercicio, después de la evaluación inicial de una o dos semanas, se realizarán en casa.

La activación eléctrica de los músculos en este estudio se logrará mediante el uso de electrodos montados en la superficie. Los grupos musculares que se activarán eléctricamente en este estudio son los cuádriceps, los isquiotibiales y los músculos glúteos bilateralmente. Esto se basa en los estudios de ciclismo FES anteriores realizados en la población adulta. Los niveles de estimulación apropiados para cada músculo se determinarán para cada sujeto.

Todos los sujetos de los tres grupos de estudio, además de participar en este estudio, recibirán terapia estándar en casa. Para todos los niños, esto incluirá estiramiento pasivo del rango de movimiento tres veces por semana. Idealmente, el estiramiento se realizará antes del ciclismo o de la terapia de estimulación eléctrica para actuar como un período de "calentamiento" antes de que se realicen las terapias más complicadas. Para los niños con tetraplejia sostenida que participan en este estudio, la terapia estándar también implicará estar de pie tres veces por semana, ya sea con aparatos ortopédicos o el uso de un bipedestador.

Grupo de ciclismo de FES Se le pedirá al grupo de ciclismo de FES que participe en una terapia adicional que implique andar en bicicleta durante treinta minutos, tres veces por semana. Todos los movimientos de ciclismo se lograrán con la activación eléctrica de los músculos de las piernas. Las primeras una o dos semanas se llevarán a cabo en el sitio para monitorear la reacción de los sujetos al ejercicio, después de lo cual las sesiones de terapia continuarán en casa. El objetivo será lograr treinta minutos de ciclismo continuo a 50 rev•min-1 con cero potencia de salida. Hasta que los sujetos lleguen a este punto, la sesión de ciclismo se dividirá en series de cinco a diez minutos de duración, separadas por descansos de cinco minutos. Sin embargo, cada sujeto completará un total de treinta minutos de ciclismo a la velocidad establecida. Una vez que los sujetos alcancen este punto, se incrementarán los requisitos de potencia de salida. Desde el punto cero, el requisito de potencia para la primera sesión aumentará en un vatio (W). Si el sujeto puede andar en bicicleta continuamente durante 30 minutos, en la siguiente sesión, el requisito de potencia de salida aumentará en un vatio. Si el sujeto no puede pedalear durante 30 minutos completos, el requisito de potencia se mantendrá en este nivel más alto hasta que se puedan lograr 30 minutos de ciclismo continuo. El requisito de potencia se incrementará en un vatio en la próxima sesión. Los aumentos continuarán de esta manera hasta el final del protocolo, o hasta que se alcance la potencia máxima de salida de 50 vatios.

Grupo de ciclismo pasivo Se le pedirá al grupo de ciclismo pasivo que participe en una terapia adicional que también implicará andar en bicicleta durante treinta minutos, tres veces por semana. Sin embargo, el motor de la bicicleta proporcionará todos los movimientos de ciclismo. Las primeras una o dos semanas se llevarán a cabo en el sitio bajo la observación de los investigadores, después de lo cual las sesiones de terapia continuarán en el hogar. Las sesiones iniciales se utilizarán para determinar si el sujeto puede tolerar el ejercicio y desarrollar resistencia a la fatiga. El objetivo será lograr treinta minutos de ciclismo continuo a 50 rev•min-1 con cero potencia de salida. Una vez que los sujetos puedan pedalear durante treinta minutos de forma continua, los sujetos continuarán en este nivel hasta completar el protocolo.

Grupo de terapia de estimulación eléctrica Los sujetos del grupo de control mantendrán su terapia estándar, además de recibir terapia de estimulación eléctrica adicional de los cuádriceps y los músculos isquiotibiales durante un período de 30 minutos, tres veces por semana. Los niños de este grupo actuarán como un grupo de control para la comparación del tiempo de terapia adicional que incluye ciclismo, en comparación con el tiempo de terapia adicional solamente. La estimulación eléctrica se seleccionó como la terapia adicional de elección debido a que este grupo de investigadores ya ha informado beneficios fisiológicos y de salud específicos y, por lo tanto, podrían considerarse comparables con el ciclismo. La estimulación de los músculos se logrará utilizando una unidad de estimulación de superficie portátil de 2 canales (Empi, St. Paul Minnesota) en lugar de la unidad ExoStim. Los isquiotibiales y los cuádriceps se activarán bilateralmente durante 15 minutos cada uno a un nivel que produzca una fuerte contracción muscular. Esto se logrará mientras los sujetos descansan en posición supina, trabajando contra resistencia cero. También se intentará incorporar los músculos de los glúteos en el protocolo de estimulación eléctrica, pero las sesiones no excederán el período de tiempo de treinta minutos.