トルク、疲労、酸素抽出に対する神経筋電気刺激パラメーターの影響 (NMES)
2023年5月23日 更新者:João Luiz Q. Durigan、University of Brasilia
神経筋電気刺激: 誘発トルク、感覚不快、筋肉疲労、末梢酸素抽出の生成におけるキャリア周波数、バースト持続時間、およびデューティサイクルの比較
神経筋電気刺激 (NMES) は、筋萎縮、筋肉の廃用に関連する合併症を最小限に抑え、神経筋のパフォーマンスを向上させることができます。
しかし、誘発トルク、感覚的不快感、筋肉疲労、末梢酸素抽出の増大に関する、キャリア周波数、バースト持続時間、デューティサイクルなどの特定の物理的パラメータの影響はまだ不明です。
したがって、この研究の目的は、健康な人における誘発トルク、筋肉疲労、感覚的不快感、および末梢酸素抽出に対する下腿三頭筋に適用されるさまざまな NMES プロトコルの効果を比較することです。
これは、明らかに健康な参加者で構成された、クロスオーバー、実験的、無作為化、二重盲検試験です。
すべての NMES プロトコルは、介入プロトコルの順序をランダム化して、同じ個人に対してテストされます。
7日間の間隔で合計6回の対戦が行われます。
セッション 1 では、人体計測値、各介入プロトコルの最大強度が評価され、各個人の介入プロトコルの順序はランダム化されます。
セッション 2、3、4、および 5 は、等速性ダイナモメーターによる下腿三頭筋の最大随意および誘発関節トルクの評価、H 反射、M 波、疲労指数による筋肉疲労の評価で同様に構成されます。 、時間トルク積分、およびリクルートメント曲線、NIRS (近赤外分光法) による末梢酸素抽出の評価、RMS (二乗平均平方根) および中央周波数を評価するための筋電図信号、視覚的測定による感覚的不快感のレベルの評価アナログ疼痛スケール、そして最後に NMES プロトコルによる。
6 回目のセッションは、各個人の 2 回目のセッションの複製となります。
EENM プロトコルは次のとおりです: CR10% (2500 Hz のロシア電流、50 Hz、200 μs のバーストで変調、デューティ サイクル 10% - 2 ms バーストと 18 ms インターバス)、CR20% (2500 Hz のロシア電流、 50 Hz、200 μs、デューティ サイクルの 20% のバーストで変調 - 4 ms バーストと 16 ms インターバースト)、CA10% (1000 Hz のオージー電流、50 Hz、500 μs、デューティ サイクル 10% のバーストで変調 - 2 ms のバーストと 18 ms のインターバスRT)、CA20%(1000 Hz のオージー電流、50 Hz のバーストで変調、500 µs および 20% のデューティ サイクル - 4 ms のバーストと 16 ms のインターバスRT)、すべてのプロトコルは、下腿三頭筋。
調査の概要
詳細な説明
これは、明らかに健康な参加者で構成された、クロスオーバー、実験的、無作為化、二重盲検試験です。
目的は、誘発トルク、筋肉疲労、感覚的不快感、および末梢酸素抽出に関して、下腿三頭筋に適用されるさまざまな NMES プロトコルの効果を比較することです。
前述の結果に対する神経筋電気刺激 (NMES) プロトコルの種類の影響は、研究室への訪問ごとに介入の順序をランダム化することによって、同じ参加者で評価されます。
個人には適用されるプロトコルの順序が分からないため、この研究は二重盲検法とみなされます。
また、評価者は介入時にどのプロトコルが使用されるか知りません。
セッション間に7日間を挟み、合計6回のセッションで構成されます。
最初のセッションでは、人体測定、各電気刺激プロトコルの最大強度レベル、および各個人のプロトコル シーケンスが評価されます。
2 回目から 5 回目のセッションでは、下腿三頭筋の自発的および誘発最大関節トルク、H 反射、M 波、疲労指数、トルク時間積分、および疲労指数の評価による筋肉疲労が考慮されます。リクルートカーブ、末梢酸素抽出、RMS(二乗平均平方根)と中央周波数による筋電図信号、ビジュアルアナログスケール(VAS)による感覚的不快感のレベル。
最後のセッションは、評価の 2 番目のセッションと同じ電気刺激プロトコルで構成されます。
2 回目から 5 回目のセッションは、次の評価シーケンスで構成されます。6 秒間の最大下収縮を 6 回行い、その間に 10 秒の休憩を挟むウォームアップ。次に筋肉疲労の評価。次に 3 回の最大等尺性収縮、次に 3 回の最大誘発収縮。最大等尺性収縮の 20% での疲労プロトコル (この疲労プロトコルでは、最初のセッションでランダム化された NMES シーケンスが使用されます。ただし、使用される NMES プロトコルが 2 日目と同じになる 5 日目を除きます)。疲労プロトコルの後、最大誘発収縮が 3 回再び実行されます。その後、3 回の最大等尺性収縮が行われ、最後に筋肉疲労の評価が再度実行されます。
NMES プロトコルは、CR10% (2500 Hz のロシア電流、50 Hz、200 μs のバーストで変調、デューティ サイクル 10% - 2 ms バーストと 18 ms インターバス)、CR20% (2500 Hz のロシア電流、バースト変調) になります。 50 Hz、200 μs、デューティ サイクルの 20% - 4 ms のバーストと 16 ms のインターバースト)、CA10% (1000 Hz のオージー電流、50 Hz、500 μs、デューティ サイクル 10% のバーストで変調 - 2 ms CA20%(1000 Hzのオージー電流、50 Hzのバーストで変調、500 μs、デューティサイクル20% - 4 msのバーストと16 msのインターバス)ms)、すべてのプロトコルは下腿三頭筋で実行されます。 。
研究の種類
介入
入学 (実際)
44
段階
- 適用できない
連絡先と場所
このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。
研究場所
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Brasil
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Brasília、Brasil、ブラジル、72220900
- João Luiz Q. Durigan
-
-
参加基準
研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。
適格基準
就学可能な年齢
18年~40年 (大人)
健康ボランティアの受け入れ
はい
説明
包含基準:
- 18歳から40歳までの女性と男性、
- 国際身体活動アンケート (IPAQ) に従って身体活動的であると分類されること。
- 単なるレクリエーションとしての身体活動の実践、
- NMES 中に MVIC の 20% の最小トルクを達成
- 少なくとも3か月間は筋力トレーニングを行わないでください
除外基準:
- 検査を妨げる可能性のある筋骨格系機能障害が存在し、下腿三頭筋にNMESに対する不耐性が存在する。
- 鎮痛薬、抗うつ薬、精神安定剤、またはその他の中枢作用薬を使用する
- ボランティアによる研究デザインの完全な実行を妨げる可能性のある、心臓血管または末梢血管の問題、慢性疾患、神経障害または筋肉障害が存在する
研究計画
このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:他の
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:クロスオーバー割り当て
- マスキング:ダブル
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的:ロシア現在 10%
被験者は介入(デューティサイクル10%のロシア電流)を受けることになる。
誘発トルク、筋肉疲労、感覚不快感、および末梢酸素抽出が評価されます。
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2500 Hzのロシア電流、50 Hz、200 μs、デューティサイクル10%のバーストで変調 - 2 msのバーストと18 msのインターバースト
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実験的:ロシア現在 20%
被験者は介入(デューティサイクル20%のロシア電流)を受けることになる。
誘発トルク、筋肉疲労、感覚不快感、および末梢酸素抽出が評価されます。
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2500 Hzのロシア電流、50 Hz、200 μs、デューティサイクル20%のバーストで変調 - 4 msのバーストと16 msのインターバースト
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実験的:オーストラリアの電流 10%
被験者は介入を受けることになる(10%のデューティサイクルでのオージーカレント)。
誘発トルク、筋肉疲労、感覚不快感、および末梢酸素抽出が評価されます。
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1000 Hzのオージー電流、50 Hz、500 μs、デューティサイクル10%のバーストで変調 - 2 msのバーストと18 msのインターバースト
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実験的:オーストラリア現在 20%
被験者は介入を受けることになる(20%のデューティサイクルでのオージーカレント)。
誘発トルク、筋肉疲労、感覚不快感、および末梢酸素抽出が評価されます。
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1000 Hzのオージー電流、50 Hz、500 μs、デューティサイクル20%のバーストで変調 - 4 msのバーストと16 msのインターバースト
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
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下腿三頭筋の最大下随意等尺性収縮
時間枠:2分
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等速性ダイナモメーターを使用して評価された筋力で表されます。
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2分
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下腿三頭筋の最大随意等尺性収縮
時間枠:5分
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等速性ダイナモメーターを使用して評価された筋力で表されます。
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5分
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最大誘発トルク
時間枠:5分
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電気刺激により発生する筋力を等速性ダイナモメーターで評価して表現
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5分
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疲労プロトコル中に誘発されるトルク
時間枠:20分
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電気刺激により発生する筋力を等速性ダイナモメーターで評価して表現
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20分
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末梢酸素抽出
時間枠:40分
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セッションの開始から終了までの近赤外分光法によって評価された末梢酸素消費量によって表されます。
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40分
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筋疲労プロトコル前の筋疲労評価
時間枠:10分
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収縮補間技術を用いて足底屈筋の力学特性と中枢活性化関係を表現
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10分
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筋疲労プロトコル中の筋疲労の評価
時間枠:20分
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プロトコルの開始から終了までに誘発されるトルクの低下を通じて筋肉疲労指数で表されます。
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20分
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筋疲労プロトコル中の筋疲労評価
時間枠:20分
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プロトコルの開始から終了までのトルク時間積分値の減少で表されます。
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20分
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筋電図信号
時間枠:40分
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セッション全体を通じて 500 ミリ秒の範囲内の RMS と中央周波数の生の値で表されます。
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40分
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
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最大誘発トルク時の感覚の不快感
時間枠:10秒
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ビジュアル アナログ スケール (1 ~ 10 cm) で測定されます。0 は不快感がないことを表し、10 は不快感が大きいことを表します。
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10秒
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疲労プロトコル中の感覚不快感
時間枠:10秒
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ビジュアル アナログ スケール (1 ~ 10 cm) で測定されます。0 は不快感がないことを表し、10 は不快感が大きいことを表します。
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10秒
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協力者と研究者
ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。
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捜査官
- 主任研究者:João Durigan, PhD、University of Brasilia
出版物と役立つリンク
研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。
一般刊行物
- Vaz MA, Baroni BM, Geremia JM, Lanferdini FJ, Mayer A, Arampatzis A, Herzog W. Neuromuscular electrical stimulation (NMES) reduces structural and functional losses of quadriceps muscle and improves health status in patients with knee osteoarthritis. J Orthop Res. 2013 Apr;31(4):511-6. doi: 10.1002/jor.22264. Epub 2012 Nov 8.
- Dantas LO, Vieira A, Siqueira AL Jr, Salvini TF, Durigan JL. Comparison between the effects of 4 different electrical stimulation current waveforms on isometric knee extension torque and perceived discomfort in healthy women. Muscle Nerve. 2015 Jan;51(1):76-82. doi: 10.1002/mus.24280.
- Botter A, Oprandi G, Lanfranco F, Allasia S, Maffiuletti NA, Minetto MA. Atlas of the muscle motor points for the lower limb: implications for electrical stimulation procedures and electrode positioning. Eur J Appl Physiol. 2011 Oct;111(10):2461-71. doi: 10.1007/s00421-011-2093-y. Epub 2011 Jul 28.
- Baldi JC, Jackson RD, Moraille R, Mysiw WJ. Muscle atrophy is prevented in patients with acute spinal cord injury using functional electrical stimulation. Spinal Cord. 1998 Jul;36(7):463-9. doi: 10.1038/sj.sc.3100679.
- Delitto A, Strube MJ, Shulman AD, Minor SD. A study of discomfort with electrical stimulation. Phys Ther. 1992 Jun;72(6):410-21; discussion on 421-4. doi: 10.1093/ptj/72.6.410.
- McLoda TA, Carmack JA. Optimal burst duration during a facilitated quadriceps femoris contraction. J Athl Train. 2000 Apr;35(2):145-50.
- Liebano RE, Waszczuk S Jr, Correa JB. The effect of burst-duty-cycle parameters of medium-frequency alternating current on maximum electrically induced torque of the quadriceps femoris, discomfort, and tolerated current amplitude in professional soccer players. J Orthop Sports Phys Ther. 2013 Dec;43(12):920-6. doi: 10.2519/jospt.2013.4656. Epub 2013 Oct 30.
- Vanderthommen M, Duteil S, Wary C, Raynaud JS, Leroy-Willig A, Crielaard JM, Carlier PG. A comparison of voluntary and electrically induced contractions by interleaved 1H- and 31P-NMRS in humans. J Appl Physiol (1985). 2003 Mar;94(3):1012-24. doi: 10.1152/japplphysiol.00887.2001. Epub 2002 Nov 27.
- Paz IA, Rigo GT, Sgarioni A, Baroni BM, Frasson VB, Vaz MA. Alternating Current Is More Fatigable Than Pulsed Current in People Who Are Healthy: A Double-Blind, Randomized Crossover Trial. Phys Ther. 2021 Jun 1;101(6):pzab056. doi: 10.1093/ptj/pzab056.
- Arpin DJ, Forrest G, Harkema SJ, Rejc E. Submaximal Marker for Investigating Peak Muscle Torque Using Neuromuscular Electrical Stimulation after Paralysis. J Neurotrauma. 2019 Mar 19;36(6):930-936. doi: 10.1089/neu.2018.5848. Epub 2018 Nov 16.
研究記録日
これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。
主要日程の研究
研究開始 (実際)
2021年11月2日
一次修了 (実際)
2022年5月22日
研究の完了 (実際)
2022年5月22日
試験登録日
最初に提出
2021年9月9日
QC基準を満たした最初の提出物
2021年9月28日
最初の投稿 (実際)
2021年9月29日
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
2023年5月24日
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
2023年5月23日
最終確認日
2023年5月1日
詳しくは
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