Bloedstroombeperkingsoefening voor mensen met dwarslaesie

Dit onderzoek is gebaseerd op een inside subject design. Het doel van de onderzoekers is om 16 personen met gediagnosticeerde onvolledige ruggenmergletsels (niveau C3-L1, AISA C en D) te rekruteren om deel te nemen aan twee 8 weken durende oefenprogramma's voor het onderlichaam, bestaande uit traditionele knie-extensie- en flexieoefeningen of knie-extensie en flexieoefeningen met beperking van de bloedstroom (Figuur 4). Voorafgaand aan de start van elk programma wordt een reeks spier- en vaatfunctiemetingen uitgevoerd (voor details over deze metingen, zie specifiek doel 1 en 2 hieronder). Deze metingen worden aan het einde van elke trainingsperiode van 8 weken herhaald. Om het risico op trombose te controleren, worden bovendien bloedmonsters afgenomen en geanalyseerd op 4 tijdstippen gedurende elke periode van 8 weken: basislijn, na een enkele training, na 4 weken training en opnieuw aan het einde van de 8 weken. trainingsperiode (voor details over deze assays zie specifiek doel 3 hieronder).

Proefpersonen Proefpersonen worden geworven via de SCI/D-afdeling van het Cleveland VA Medical Center. Kortom, de proefpersonen moeten tussen de 18 en 55 jaar oud zijn, ten minste 1 jaar na het letsel en vrij zijn van cardiovasculaire of hematologische aandoeningen. Proefpersonen moeten ook voldoende kracht in hun onderste ledematen hebben om 10 meter zonder hulp te lopen (zie de volledige lijst met criteria voor opname/uitsluiting van proefpersonen in het document over proefpersonen). De primaire variabelen voor dit onderzoek zijn veranderingen in spierkracht, dwarsdoorsnede en vasculaire functie. Vanwege het gebrek aan gegevens over BFR-oefeningen in de SCI-populatie, waren schattingen van de vereiste steekproefomvang voor deze studie gebaseerd op eerder gepubliceerde BFR-gegevens in andere klinische populaties met musculoskeletale zwakte en atrofie. Over het algemeen was de effectgrootte van BFR-trainingstraining op spierkracht en dwarsdoorsnede uit verschillende onderzoeken 1,13, 0,995 en 1,9. Een a priori poweranalyse gaf dus aan dat een steekproef van 16 deelnemers nodig is om voldoende statistische gegevens te leveren om een ​​verandering tussen pre- en post-training te detecteren met een alfa van 0,05 en power van 0,80.

Trainingsprogramma: Het trainingsprogramma bestaat uit 8 weken traditionele of BFR knie-extensie/flexie-oefeningen op een Biodex System 3 dynamometer. Proefpersonen moeten gedurende het trainingsprogramma 2-3 dagen per week naar het laboratorium komen met als uiteindelijk doel 20 trainingssessies verdeeld over elke periode van 8 weken. Twee recent gepubliceerde overzichtsartikelen geven aan dat BFR-training 2-3 keer per week voldoende is voor spiervoordelen in de klinische populaties. BFR-training gedurende de 8 weken bestaat uit het standaard BFR-protocol (30 herhalingen-15 herhalingen-15 herhalingen-15 herhalingen) van knie-extensie/flexie met 60 seconden herstel tussen elke set. De weerstand van de dynamometer wordt ingesteld op 30% van de maximale vrijwillige contractie (bepaald bij het eerste bezoek) en er wordt een metronoom gebruikt om de extensie/flexie van de knie te stimuleren met een snelheid die overeenkomt met 180 graden per seconde (midden van het snelheidsbereik van het kniegewricht geassocieerd met met comfortabel lopen). Het uitvoeren van knie-extensie/flexie met weerstand op de isokinetische dynamometer resulteert alleen in concentrische contracties (er zal geen excentrische fase zijn). Van concentrische samentrekkingen in combinatie met BFR is gemeld dat ze het dwarsdoorsnedegebied en de spierkracht in grotere mate vergroten dan excentrische oefeningen met BFR. Er wordt een beperking van de bloedstroom toegepast door het gebruik van een manchet van 6 cm die is opgeblazen tot 70% van de druk die nodig is om de bloedstroom in de ledematen in rust af te sluiten (zie bepaling van de arteriële occlusiedruk hieronder). De manchetdruk wordt opgeblazen voorafgaand aan de eerste set en blijft opgeblazen gedurende het hele protocol (inspannings- en herstelperiodes). Dit voorgeschreven trainingsplan voor de BFR-oefening (bijv. frequentie van trainingssessies, aantal herhalingen binnen elke set, rustduur tussen sets, intensiteit en manchetdruk) is gebaseerd op aanbevelingen uit twee recent gepubliceerde systematische reviews van BFR-training. Het traditionele weerstandstrainingsprogramma zal een gestandaardiseerd oefenprotocol zijn dat wordt gebruikt bij revalidatie: 3 sets knie-extensie-/flexieoefeningen met de weerstand ingesteld op 60% MVC. Om het totale volume (aantal totale herhalingen x gewicht) van het BFR-protocol te benaderen, zullen de drie sets bestaan ​​uit respectievelijk 13, 12 en 12 herhalingen. Gedurende beide periodes van 8 weken wordt het piekkoppel elke twee weken opnieuw geëvalueerd en worden de daaropvolgende trainingsbelastingen aangepast op basis van verbeteringen in het piekkoppel.

Bepaling van de arteriële occlusiedruk: de druk om de femorale arteriële bloedstroom af te sluiten wordt bepaald tijdens een eerste bezoek. Onderwerpen zullen rustig in rust zitten. Er wordt een manchet om hun bovenbeen geplaatst en een Doppler/echografieapparaat wordt gebruikt om een ​​beeld en bloedsnelheidsspectrum van de oppervlakkige dijbeenslagader (distaal van de manchet) te verkrijgen. De manchet wordt dan langzaam opgeblazen, ongeveer 2 mmHg per seconde, totdat het snelheidsspectrum verdwijnt, wat aangeeft dat er geen bloedstroom is. De manchetdruk waarbij de bloedstroom stopt, wordt beschouwd als de arteriële occlusiedruk.

Potentiële problemen en alternatieve strategieën met het trainingsprotocol: vanwege het brede scala aan functionele capaciteit in de iSCI-populatie, kunnen sommige proefpersonen het hierboven beschreven oefenprotocol aanvankelijk niet voltooien. Om de kans te vergroten dat proefpersonen het voorgeschreven aantal totale herhalingen kunnen halen, vooral in de eerste paar weken van de training, kunnen de herhalingen binnen elke set en het aantal sets worden aangepast (bijv. 3 sets van 13, 12, 12 herhalingen kunnen worden vervangen door 4 sets van 10, 9, 9, 9 herhalingen omdat dit het totale aantal herhalingen zou behouden maar een extra herstelperiode zou toevoegen). Bovendien zullen trainingssessies in de eerste periode van 8 weken goed worden gedocumenteerd, zodat het totale volume kan worden gerepliceerd in de tweede trainingssessie van 8 weken. Hoewel er beperkt experimenteel bewijs is dat suggereert dat BFR-training een hoger risico met zich meebrengt in vergelijking met typische intensieve training, hebben Spranger en collega's eerder de mogelijke risico's geschetst die verband houden met BFR-training bij patiënten met hypertensie, hartfalen en perifere arteriële ziekte. In het bijzonder kan BFR-oefening leiden tot gevaarlijk hoge bloeddrukreacties bij mensen met overdreven inspanningsreflexen. De SCI-populatie zou echter een verminderde inspanningsreflex hebben als gevolg van onderbroken afferente feedback van de onderste ledematen. Ten slotte zijn twee trainingssessies van 8 weken een grote tijdsbesteding voor proefpersonen. Zo zullen de onderzoekers de deelname financieel vergoeden en proberen patiënten te rekruteren die het ziekenhuis al regelmatig bezoeken voor revalidatie. Als het nog steeds moeilijk is proefpersonen te vinden die willen deelnemen aan zo'n langdurig onderzoek, zullen de onderzoekers het protocol zo aanpassen dat er twee onafhankelijke groepen van 16 proefpersonen worden toegewezen aan een van de twee interventies (in plaats van herhaalde maatregelen) die zouden vereisen rekrutering van meer proefpersonen, maar elke proefpersoon moet deelnemen aan slechts één trainingsinterventie van 8 weken.