건강한 사람의 신경근 전기자극에 의한 자극 부위 및 피로
2024년 6월 7일 업데이트: Marco Aurélio Vaz, PhD
신경근 전기 자극(NMES)은 위축을 예방하거나 약화시키고 다양한 집단에서 근력을 생성하는 능력을 향상시키기 위해 훈련 프로토콜 및 임상 실습에 사용되는 도구입니다.
널리 사용되지만 NMES의 효과는 불편함과 전류로 인한 조기 피로로 인해 제한될 수 있습니다.
이전 연구에서는 근육 피로를 최소화하고 근육 불편을 줄이며 근육 성능을 향상시키기 위한 대안을 조사했습니다.
NMES의 해로운 영향을 줄이기 위해 채택된 조치는 자극 부위의 선택입니다.
보다 구체적으로, 근육 수축은 말초 신경 줄기(nNMES) 또는 근육 배꼽 수준(mNMES)에서 신경의 말단 가지에 전기 펄스를 적용하여 유발될 수 있습니다.
mNMES가 보다 표면적인 운동 단위(MU)를 자극하는 반면 근육의 더 깊은 MU는 비활성화된 상태로 유지되거나 이를 동원하기 위해 전류 강도 및 자극 빈도의 추가 증가가 필요할 수 있다는 증거가 있습니다.
한편, 직접 신경 자극(nNMES)에서는 NMES 강도에 관계없이 표면 및 심층 MU가 모집됩니다.
이러한 관찰을 바탕으로 NMES의 새로운 응용 양식인 삽입된 신경 및 근육 자극(iNMES)이 등장했습니다.
이 전략에서 전기 펄스는 mNMES와 nNMES 사이트 사이에 삽입되거나 번갈아 가며 NMES 동안 MU가 활성화되는 고주파수를 줄이고 표면 및 심층 MU를 모두 모집하고 유발 수축 동안 근육 피로를 줄이려고 합니다.
iEENM이 NMES 효과를 강화하는 유망한 전략이지만, 신경근 피로에 대한 iNMES 효과를 조사한 연구는 거의 없으며 기존 문헌은 전경골근 분석에만 초점을 맞추고 있어 하부에 중요한 다른 근육에 대한 결과의 추론을 제한합니다. 사지 기능(예: 대퇴사두근).
따라서 본 연구의 목적은 nNMES를 대퇴신경에 적용한 경우(FN-NMES), mNMES를 대퇴직근 운동점에 적용한 경우(MP-NMES), iNMES를 양쪽 부위에 동시에 적용한 경우(FNMP)의 효과를 비교하는 것이다. -NMES) 무작위 임상 시험을 통해 건강한 개인의 무릎 신근의 기능(근육 피로) 및 임상(불쾌감) 매개변수.
우리 연구에는 세 가지 가설이 있습니다.
우리의 첫 번째 가설에서, 전기 자극 프로토콜 동안의 근육 피로는 FNMP-NMES 양식에 따라 낮아지고 FN-NMES에 이어 MP-NMES에 따라 높아질 것입니다.
따라서 FNMP-NMES는 피로 프로토콜 직후 최대 자발적 등척성 수축(MVIC)의 더 작은 감소, 초기 유발 토크와 비교하여 최종 사이의 더 작은 상대적 감소, 유발 토크에 대한 더 많은 수축을 50으로 줄입니다. NMES 피로 프로토콜 동안 초기 토크와 관련하여 %, FN-NMES 및 MP-NMES 양식에 비해 더 큰 총 작업.
우리의 두 번째 가설에서, 저주파(20Hz) NMES는 더 큰 총 작업을 생성하고 무릎 신근의 피로도를 낮출 것입니다(MVIC 이전에서 이후로 더 작은 감소, 초기 유발 토크와 비교하여 최종에서 더 작은 백분율 감소, 더 많은 수의 높은 자극 주파수(100Hz)에 비해 유발 토크가 초기 유발 토크에 비해 50% 감소하고 총 일이 더 커짐)에 대한 수축.
또한, 자극 빈도에 관계없이 FNMP-NMES, FN-NMES, 마지막으로 MP-NMES 순으로 전체 작업이 더 높고 피로도가 더 낮습니다.
마지막으로 세 번째 가설은 자극 빈도와 관계없이 FNMP-NMES, FN-NMES, MP-NMES 순으로 불편함이 적다는 것이다.
연구 개요
상세 설명
본 프로젝트는 nNMES를 대퇴신경에 적용한 경우(NF-NMES), mNMES를 운동점에 적용한 경우(PM-NMES), iEENM을 양쪽에 동시에 적용한 경우의 효과를 비교하기 위한 무작위 임상 연구를 통해 개발될 예정입니다. 낮은(20Hz) 및 높은(100Hz) 자극 주파수를 사용하여 건강한 피험자의 무릎 신근의 피로도 및 불편감에 대한 사이트(NFPM-NMES). 따라서 이 연구는 평가자와 참가자에게 눈이 먼 무작위 임상 크로스오버 디자인을 사용한 정량적 접근 방식이 특징입니다.
표본은 편의를 특징으로 하며, 18세에서 40세 사이의 건강한 남녀(질병이 없다고 자가선언)를 모집합니다. 샘플 크기를 정의하기 위해 G-Power 소프트웨어(버전 3.1.3; University of Trier, Trier, Germany)를 사용하였으며, 계산된 모든 변수에 대해 α=0.05, 검정력(1-β)=0.80의 유의수준을 채택하였다. 피로도 변수는 오류를 피하고 최소 통계 검정력 80%에 도달하기 위해 더 큰 표본(참가자 24명)이 필요함을 보여주므로 조사관은 이 변수의 결과를 현재 연구에 사용할 것입니다. 그러나 이전 연구(DANTAS et al., 2015)에서는 NMES와 관련된 이유로 평가를 위해 모집된 개인의 25%가 제외되었다고 보고했습니다. 따라서 프로토콜 전체에서 가능한 제외 또는 손실을 고려하여 조사자는 연구 전반에 걸쳐 30명의 참가자(남성 15명, 여성 15명)를 모집할 것입니다.
평가는 각 참가자에 대해 서로 다른 6일에 수행됩니다. 각 평가 기간은 첫 번째 평가일에는 평균 2시간, 나머지 평가일에는 1.5시간입니다. 또한 여성은 월경 주기의 4일에서 22일 사이에 평가되며, 이 기간은 NMES에 더 큰 내성이 있는 기간입니다. 첫날에는 기억 상실증이 시행되고 연구에 대한 설명이 제공되며 참가자는 평가 기술과 평가 프로토콜에 익숙해집니다. 이 초기 부분 이후, 10분의 간격이 관찰되고, 조사를 위해 무작위로 추출된 애플리케이션 프로토콜, 즉 FN-NMES, MP-NMES 또는 FNMP-NMES를 사용하는 테스트가 포함된 봉투가 열립니다. , 그 후에 다음 단계/테스트가 적용됩니다.
- 테스트 참가자 준비
- 휴식 시 초극대 유발 연축 토크의 평가;
- 피로 전 최대 자발적 등척성 수축(MVIC) 동안 생성된 최대 토크 평가
- 초극대 유발 연축 토크 사전 피로의 평가;
- MVIC의 20%에서 토크를 생성하기 위한 전류 세기의 평가;
- NMES 유발 피로 프로토콜의 적용;
- 피로 프로토콜 동안의 불편함 평가;
- 피로 후 MVIC 동안 발생하는 최대 토크 평가;
- 피로 프로토콜 후 최대 유발 트위치 토크의 평가. 이 연구는 치료 의도 접근법을 채택할 것입니다. 따라서 예정된 평가에 참석하지 않은 개인은 새로운 평가를 위해 일정이 변경되어 해당 개인이 모든 예정된 평가를 수행할 수 있습니다. 피험자가 연구 프로젝트 참여를 철회하기로 선택한 경우 연구 참여가 끝날 때까지 수집된 데이터는 분석에 사용됩니다. 따라서 연구의 모든 단계에서 피험자 포기가 발생하는 경우 순서도를 사용하여 피험자 포기를 나타냅니다. 또한 순서도는 연구의 여러 단계에서 개인이 어떻게 포함/제외되는지 기록합니다. 통계처리는 Windows용 SPSS 21.0 프로그램에서, 자료표 작성은 Excel 2016 프로그램에서 수행한다. 변수의 분포는 평균과 표준 편차로 표시됩니다. Shapiro-Wilk 테스트는 데이터 분포의 정규성을 분석하는 데 사용됩니다. NMES 양식 간의 피로도를 비교하기 위해 ANOVA는 두 가지 양식 내 요인(NMES 빈도 및 NMES 전/후 프로토콜 시간)과 복합 양식 요인(성별)의 반복 측정에 사용됩니다. NMES 양식 간의 불편함을 비교하기 위해 ANOVA는 두 가지 양식 내 요인(NMES 주파수 및 NMES 부위)과 양식간 요인(성별)의 반복 측정에 사용됩니다. 요인 간에 상호 작용이 있는 경우 반복 측정에 대한 일원 분산 분석을 사용하여 양식 간에 차이가 있는지 확인하고 차이를 찾기 위해 Bonferroni 사후 테스트를 사용합니다. 또한 Cohen의 "d" 효과 크기를 계산하여 사소함(1.30)으로 분류합니다(ROSENTHAL, 1996).
연구 유형
중재적
등록 (실제)
30
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
이 섹션에서는 연구를 수행하는 사람들의 연락처 정보와 이 연구가 수행되는 장소에 대한 정보를 제공합니다.
연구 장소
-
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RS
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Porto Alegre, RS, 브라질, 90690-200
- Exercise Research Laboratory, School of Physical Education, Federal University of Rio Grande do Sul
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참여기준
연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.
자격 기준
공부할 수 있는 나이
18년 (성인)
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
예
설명
포함 기준:
건강한 개인:
- 남녀의 젊은이들
- 18세에서 40세 사이의 나이
- 20~25kg/m2 사이의 체질량 지수
- 그리고 정상적인 무릎 가동 범위
- 우세한 다리에 통증이나 병리학 적 존재에 대한 불만이 없습니다. -
제외 기준:
개인:
- 최대 운동에 대한 금기 사항
- 하지에서 지난 3개월 동안 NMES로 치료를 받았음
- 전기 자극을 용납하지 않음
공부 계획
이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 기초 과학
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 크로스오버 할당
- 마스킹: 네 배로
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: FN-NMES - 20Hz
이 그룹은 20Hz의 자극 주파수를 사용하여 대퇴 신경(FN)에 적용되는 NMES 유도 피로 프로토콜을 받게 됩니다.
이를 위해 참가자는 무릎이 90° 굴곡(0°=전체 확장)된 등속 동력계(Biodex Medical System, Shirley - NY, USA)에 배치됩니다.
참가자는 이완 상태를 유지하고 적극적인 근육 수축을 수행하지 않도록 지시받습니다.
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팔/그룹 설명에 지정된 자극 빈도로 피로를 유발하기 위해 신경근 전기 자극이 두 부위에 적용됩니다.
피로 프로토콜을 생성하기 위한 전기 자극 매개변수는 2상 펄스 전류, 펄스 지속 시간 2ms, 온:오프 시간 5:10s입니다.
피로 프로토콜은 프로토콜 전체에서 유지될 MVIC의 20% 수준에서 유발 토크를 생성하기에 충분한 전류 강도로 적용됩니다.
NMES는 20분의 개입 시간에 도달할 때까지 유지되어 80회 유발 수축을 생성합니다.
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실험적: FN-NMES - 100Hz
이 그룹은 100Hz의 자극 주파수를 사용하여 대퇴 신경(FN)에 적용되는 NMES 유도 피로 프로토콜을 받게 됩니다.
이를 위해 참가자는 무릎이 90° 굴곡(0°=전체 확장)된 등속 동력계(Biodex Medical System, Shirley - NY, USA)에 배치됩니다.
참가자는 편안한 상태를 유지하고 적극적인 근육 수축을 수행하지 않도록 지시받습니다.
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팔/그룹 설명에 지정된 자극 빈도로 피로를 유발하기 위해 신경근 전기 자극이 두 부위에 적용됩니다.
피로 프로토콜을 생성하기 위한 전기 자극 매개변수는 2상 펄스 전류, 펄스 지속 시간 2ms, 온:오프 시간 5:10s입니다.
피로 프로토콜은 프로토콜 전체에서 유지될 MVIC의 20% 수준에서 유발 토크를 생성하기에 충분한 전류 강도로 적용됩니다.
NMES는 20분의 개입 시간에 도달할 때까지 유지되어 80회 유발 수축을 생성합니다.
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실험적: MP-NMES - 20Hz
이 팔은 20Hz의 자극 주파수를 사용하여 대퇴직근의 운동점(MP)에 적용되는 NMES 유도 피로 프로토콜을 받게 됩니다.
이를 위해 참가자는 무릎이 90° 굴곡(0°=전체 확장)된 등속 동력계(Biodex Medical System, Shirley - NY, USA)에 배치됩니다.
참가자는 편안한 상태를 유지하고 적극적인 근육 수축을 수행하지 않도록 지시받습니다.
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팔/그룹 설명에 지정된 자극 빈도로 피로를 유발하기 위해 신경근 전기 자극이 두 부위에 적용됩니다.
피로 프로토콜을 생성하기 위한 전기 자극 매개변수는 2상 펄스 전류, 펄스 지속 시간 2ms, 온:오프 시간 5:10s입니다.
피로 프로토콜은 프로토콜 전체에서 유지될 MVIC의 20% 수준에서 유발 토크를 생성하기에 충분한 전류 강도로 적용됩니다.
NMES는 20분의 개입 시간에 도달할 때까지 유지되어 80회 유발 수축을 생성합니다.
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실험적: MP-NMES - 100Hz
이 팔은 100Hz의 자극 주파수를 사용하여 대퇴직근의 운동점(MP)에 적용되는 NMES 유도 피로 프로토콜을 받게 됩니다.
이를 위해 참가자는 무릎이 90° 굴곡(0°=전체 확장)된 등속 동력계(Biodex Medical System, Shirley - NY, USA)에 배치됩니다.
참가자는 편안한 상태를 유지하고 적극적인 근육 수축을 수행하지 않도록 지시받습니다.
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팔/그룹 설명에 지정된 자극 빈도로 피로를 유발하기 위해 신경근 전기 자극이 두 부위에 적용됩니다.
피로 프로토콜을 생성하기 위한 전기 자극 매개변수는 2상 펄스 전류, 펄스 지속 시간 2ms, 온:오프 시간 5:10s입니다.
피로 프로토콜은 프로토콜 전체에서 유지될 MVIC의 20% 수준에서 유발 토크를 생성하기에 충분한 전류 강도로 적용됩니다.
NMES는 20분의 개입 시간에 도달할 때까지 유지되어 80회 유발 수축을 생성합니다.
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실험적: FNMP-NMES - 20Hz
이 그룹은 20Hz의 자극 주파수를 사용하여 대퇴 신경(FN)과 대퇴직근의 운동점(MP)에 적용되는 NMES 유도 피로 프로토콜을 받게 됩니다.
이를 위해 참가자는 무릎이 90° 굴곡(0°=전체 확장)된 등속 동력계(Biodex Medical System, Shirley - NY, USA)에 배치됩니다.
참가자는 편안한 상태를 유지하고 적극적인 근육 수축을 수행하지 않도록 지시받습니다.
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팔/그룹 설명에 지정된 자극 빈도로 피로를 유발하기 위해 신경근 전기 자극이 두 부위에 적용됩니다.
피로 프로토콜을 생성하기 위한 전기 자극 매개변수는 2상 펄스 전류, 펄스 지속 시간 2ms, 온:오프 시간 5:10s입니다.
피로 프로토콜은 프로토콜 전체에서 유지될 MVIC의 20% 수준에서 유발 토크를 생성하기에 충분한 전류 강도로 적용됩니다.
NMES는 20분의 개입 시간에 도달할 때까지 유지되어 80회 유발 수축을 생성합니다.
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실험적: FNMP-NMES - 100Hz
이 그룹은 100Hz의 자극 주파수를 사용하여 대퇴 신경(FN)과 대퇴직근의 운동점(MP)에 적용되는 NMES 유도 피로 프로토콜을 받게 됩니다.
이를 위해 참가자는 무릎이 90° 굴곡(0°=전체 확장)된 등속 동력계(Biodex Medical System, Shirley - NY, USA)에 배치됩니다.
참가자는 편안한 상태를 유지하고 적극적인 근육 수축을 수행하지 않도록 지시받습니다.
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팔/그룹 설명에 지정된 자극 빈도로 피로를 유발하기 위해 신경근 전기 자극이 두 부위에 적용됩니다.
피로 프로토콜을 생성하기 위한 전기 자극 매개변수는 2상 펄스 전류, 펄스 지속 시간 2ms, 온:오프 시간 5:10s입니다.
피로 프로토콜은 프로토콜 전체에서 유지될 MVIC의 20% 수준에서 유발 토크를 생성하기에 충분한 전류 강도로 적용됩니다.
NMES는 20분의 개입 시간에 도달할 때까지 유지되어 80회 유발 수축을 생성합니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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신체 활동 수준
기간: 개입을 도입하기 전에 평가가 수행됩니다.
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각 과목의 신체 활동(PA) 수준은 IPAQ(International Physical Activity Questionnaire)에 의해 평가됩니다. 점수는 각 활동 수준에 대한 대사 당량(MET)을 계산하여 평가됩니다.
걷기 점수는 3.3 MET와 일주일 동안의 총 걷기 시간(분)을 곱하여 달성됩니다.
중등도 신체 활동 점수는 4.0 MET에 주당 총 중등도 신체 활동 시간(분)을 곱하여 얻을 수 있습니다.
격렬한 신체 활동 점수는 8.0 MET에 총 격렬한 신체 활동 지속 시간(분)을 곱하여 얻을 수 있습니다.
주당 총 신체 활동 MET-분은 걷기, 중등도 및 격렬한 MET 분/주 점수의 합계를 통해 얻습니다.
범주 점수는 낮음, 중간, 높음의 세 가지 수준의 신체 활동으로 분류됩니다.
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개입을 도입하기 전에 평가가 수행됩니다.
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운동점과 대퇴신경의 피하지방층 두께
기간: 평가는 개입 전, 즉 각 NMES 프로토콜 전에 수행됩니다.
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피하 지방 조직의 양에 해당하며 초음파로 평가합니다.
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평가는 개입 전, 즉 각 NMES 프로토콜 전에 수행됩니다.
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무릎 신전근의 최대 수의 등척성 수축
기간: 평가는 개입 전, 즉 각 NMES 프로토콜 전에 수행됩니다.
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무릎 폄근 최대 자발적 등척성 수축(MVIC)은 근력의 표현이며 동력계로 평가됩니다.
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평가는 개입 전, 즉 각 NMES 프로토콜 전에 수행됩니다.
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무릎 신근의 최대 이하 토크(20% MVIC)를 유발하는 데 필요한 전류 강도
기간: 평가는 개입 전, 즉 각 NMES 프로토콜 전에 수행됩니다.
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특정 힘(20% MVIC)을 달성하는 데 필요한 전류의 양 또는 진폭(단위: 밀리암페어 - mA)은 전기 자극 장치에서 평가됩니다.
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평가는 개입 전, 즉 각 NMES 프로토콜 전에 수행됩니다.
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휴식 상태에서의 변화 개입 전과 개입 직후에 최대 연축에 의해 유발된 토크
기간: 이 평가는 휴식, 개입 전 및 개입 직후에 수행됩니다.
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무릎 신근의 눈에 보이는 수축을 발생시키기에 충분한 전류 강도에서 1Hz의 주파수로 간단한 2상 직사각형 전기 펄스가 적용됩니다.
이 모터 임계값의 식별에서 유발 트위치 토크의 후속 증가가 관찰되지 않을 때까지 전류 강도가 점진적으로 증가합니다.
그런 다음 트위치에 의해 유발된 토크가 극대임을 보장하기 위해 전류 강도가 10% 증가합니다.
연축 동안 유발된 토크(Nm)는 3개의 초극대 자극에 의해 생성된 토크에 의해 결정됩니다.
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이 평가는 휴식, 개입 전 및 개입 직후에 수행됩니다.
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근육피로지수
기간: 전기자극 프로토콜 전후 5초 동안
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피로 프로토콜 후 최대 자발적 아이소메트릭 수축 감소를 특징으로 하며 동력계로 평가합니다.
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전기자극 프로토콜 전후 5초 동안
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유발 토크의 피로 지수
기간: 전기자극 20분 동안
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피로 프로토콜 동안 유발 토크의 감소를 특징으로 하는 유발 토크의 피로 지수는 동력계로 평가되고 유발 토크 곡선의 분석을 통해 얻습니다.
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전기자극 20분 동안
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첫 번째 수축에 의해 유발된 토크의 50%에 도달할 때까지 유발된 토크 감소
기간: 전기자극 20분 동안
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유발 수축의 토크-시간 곡선 분석을 통해 얻을 수 있습니다.
각 수축에 의해 유발된 토크는 첫 번째 수축에 의해 유발된 토크에 의해 정규화됩니다(100%에 해당).
초기 수축의 유발토크 대비 50% 감소하는 상대 유발토크까지의 수축 횟수를 분석에 사용한다.
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전기자극 20분 동안
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피로 프로토콜 동안 생성된 총 작업
기간: 전기자극 20분 동안
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피로 프로토콜 동안 유발 토크 곡선의 토크-시간 적분을 평가하고 각 유발 수축의 기계적 작업에 해당합니다.
피로 프로토콜 동안 모든 유발된 수축의 토크 곡선 적분의 합은 피로 프로토콜 동안 각 전류에 의해 유발된 총 작업을 결정하기 위해 계산됩니다.
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전기자극 20분 동안
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피로 프로토콜 동안 전기 자극에 의해 생성된 불편 수준
기간: 전기자극 20분 동안
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불편함은 시각적 아날로그 척도(0-100mm)로 측정되며, 여기서 0과 100mm는 각각 불편함이 없음과 최악의 불편함을 나타냅니다.
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전기자극 20분 동안
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공동 작업자 및 조사자
여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.
수사관
- 연구 의자: Marco A Vaz, PhD, Federal University of Rio Grande do Sul
- 연구 책임자: Marco A Vaz, PhD, Federal University of Rio Grande do Sul
- 수석 연구원: Marco A Vaz, PhD, Federal University of Rio Grande do Sul
연구 기록 날짜
이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
2023년 1월 25일
기본 완료 (추정된)
2024년 9월 30일
연구 완료 (추정된)
2024년 12월 30일
연구 등록 날짜
최초 제출
2022년 10월 6일
QC 기준을 충족하는 최초 제출
2022년 10월 29일
처음 게시됨 (실제)
2022년 11월 4일
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
2024년 6월 10일
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
2024년 6월 7일
마지막으로 확인됨
2024년 6월 1일
추가 정보
이 정보는 변경 없이 clinicaltrials.gov 웹사이트에서 직접 가져온 것입니다. 귀하의 연구 세부 정보를 변경, 제거 또는 업데이트하도록 요청하는 경우 register@clinicaltrials.gov. 문의하십시오. 변경 사항이 clinicaltrials.gov에 구현되는 즉시 저희 웹사이트에도 자동으로 업데이트됩니다. .