Blodstrømningsbegrensningsøvelse for de med SCI

Denne undersøkelsen er basert på et innen fagdesign. Etterforskerne tar sikte på å rekruttere 16 personer med diagnostiserte ufullstendige ryggmargsskader (nivå C3-L1, AISA C og D) for å delta i to 8-ukers treningsprogrammer for underkroppen bestående av enten tradisjonell kneekstensjon og fleksjonsøvelse eller kneekstensjon og fleksjon med blodstrømsbegrensning (figur 4). Før starten av hvert program vil en rekke muskel- og karfunksjonsmålinger bli innhentet (for detaljer om disse målingene, se spesifikke mål 1 og 2 nedenfor). Disse målingene vil bli gjentatt på slutten av hver 8-ukers treningsperiode. I tillegg, for å overvåke risikoen for trombose, vil blodprøver bli samlet inn og analysert ved 4 tidspunkter gjennom hver 8-ukers periode: baseline, etter en enkelt treningsøkt, etter 4 ukers trening og igjen ved slutten av 8-ukers periode. treningsperiode (for detaljer om disse analysene, se spesifikke mål 3 nedenfor).

Emner Emner vil bli rekruttert gjennom SCI/D-avdelingen ved Cleveland VA Medical Center. Kort fortalt må forsøkspersonene være mellom 18 og 55 år, minst 1 år etter skade og fri for kardiovaskulære eller hematologiske sykdommer. Forsøkspersonene må også ha nok styrke i underekstremitetene til å gå uten hjelp i 10 meter (se den fullstendige listen over inkluderings-/eksklusjonskriterier for fag i dokumentet for mennesker). De primære variablene for denne undersøkelsen er endringer i muskelstyrke, tverrsnittsareal og vaskulær funksjon. På grunn av mangel på data om BFR-trening i SCI-populasjonen, ble estimater av nødvendig utvalgsstørrelse for denne studien basert på tidligere publiserte BFR-data i andre kliniske populasjoner med muskel- og skjelettsvakhet og atrofi. Generelt var effektstørrelse av BFR-trening på muskelstyrke og tverrsnitt fra flere undersøkelser 1,13, 0,995 og 1,9. Således indikerte a priori kraftanalyse at en prøvestørrelse på 16 deltakere er nødvendig for å gi tilstrekkelig statistikk til å oppdage en endring mellom før- og ettertrening ved å bruke en alfa på 0,05 og en styrke på 0,80.

Treningsprogram: Treningsprogrammet vil bestå av 8 uker med enten tradisjonell eller BFR kneekstensjon/fleksjonsøvelse på et Biodex System 3 dynamometer. Forsøkspersoner vil bli pålagt å komme til laboratoriet 2-3 dager per uke under varigheten av treningsprogrammet med det endelige målet om 20 treningsøkter fordelt over hver 8-ukers periode. To nylig publiserte oversiktsartikler indikerer at BFR-trening 2-3 ganger per uke er tilstrekkelig for muskelmessige fordeler i de kliniske populasjonene. BFR-trening gjennom de 8 ukene vil bestå av standard BFR-protokoll (30reps-15reps-15reps-15reps) av kneekstensjon/fleksjon med 60 sekunders restitusjon mellom hvert sett. Dynamometermotstanden vil bli satt til 30 % av maksimal frivillig sammentrekning (bestemt ved første besøk) og en metronom vil bli brukt til å pace kneforlengelsen/fleksjonen med en hastighet assosiert med 180 grader per sekund (midt av kneleddets hastighetsområde tilknyttet med behagelig gange). Å utføre motstandskneekstensjon/fleksjon på det isokinetiske dynamometeret vil kun resultere i konsentriske sammentrekninger (det vil ikke være noen eksentrisk fase). Konsentriske sammentrekninger kombinert med BFR er rapportert å øke muskelens tverrsnittsareal og styrke i større grad enn eksentrisk trening med BFR. Blodstrømsbegrensning vil bli brukt ved bruk av en 6 cm mansjett som er blåst opp til 70 % av trykket som kreves for å okkludere blodstrøm i lemmer i hvile (se bestemmelse av arterielt okklusjonstrykk nedenfor). Mansjetttrykket vil blåses opp før det første settet og forbli oppblåst gjennom hele protokollen (trenings- og restitusjonsperioder). Denne foreskrevne treningsplanen for BFR-øvelsen (dvs. hyppighet av treningsøkter, antall repetisjoner innenfor hvert sett, varighet av hvile mellom sett, intensitet og mansjetttrykk) er basert på anbefalinger fra to nylig publiserte systematiske oversikter av BFR-trening. Det tradisjonelle styrketreningsprogrammet vil være en standardisert treningsprotokoll som brukes i rehabilitering: 3 sett med kneekstensjon/fleksjonstrening med motstanden satt til 60 % MVC. For å tilnærme det totale volumet (antall totale repetisjoner x vekt) av BFR-protokollen, vil de tre settene bestå av henholdsvis 13, 12 og 12 repetisjoner. I løpet av begge 8-ukers periodene vil toppmoment bli revurdert annenhver uke og påfølgende treningsbelastninger vil bli modifisert basert på forbedringer i toppmoment.

Bestemme arterielt okklusjonstrykk: trykket for å okkludere femoral arteriell blodstrøm vil bli bestemt ved et første besøk. Forsøkspersonene vil sitte stille i ro. En mansjett vil bli plassert rundt overlåret deres og en doppler/ultralydmaskin vil bli brukt for å få et bilde og blodhastighetsspekter av den overfladiske lårarterien (distalt for mansjetten). Mansjetten vil deretter blåses sakte opp, omtrent 2 mmHg hvert sekund til hastighetsspekteret forsvinner, noe som indikerer fravær av blodstrøm. Mansjetttrykket som blodstrømmen stopper ved vil bli betraktet som det arterielle okklusjonstrykket.

Potensielle problemer og alternative strategier med treningsprotokoll: På grunn av det brede spekteret av funksjonell kapasitet i iSCI-populasjonen, kan det hende at noen forsøkspersoner ikke i utgangspunktet kan fullføre treningsprotokollen som skissert ovenfor. For å øke sannsynligheten for at forsøkspersoner kan oppnå det foreskrevne antallet totale repetisjoner, spesielt i løpet av de første par ukene med trening, kan repetisjonene i hvert sett og antall sett endres (eks. 3 sett med 13, 12, 12 repetisjoner kan erstattes med 4 sett med 10, 9, 9, 9 repetisjoner, da dette vil opprettholde det totale antallet repetisjoner, men legge til en ekstra restitusjonsperiode). Videre vil treningsøkter i den første 8-ukers perioden være godt dokumentert slik at det totale volumet kan replikeres i den andre 8-ukers treningsøkten. Selv om det er begrenset eksperimentelt bevis som tyder på at BFR-trening har en høyere risiko sammenlignet med typisk høyintensiv trening, har Spranger og kolleger tidligere skissert potensielle risikoer forbundet med BFR-trening hos pasienter med hypertensjon, hjertesvikt og perifer arteriesykdom. Spesielt kan BFR-trening føre til farlig høyt blodtrykksrespons hos de med overdrevne treningspressorreflekser. Imidlertid ville SCI-populasjonen, om noe, ha en redusert treningspressorrefleks på grunn av avbrutt afferent tilbakemelding fra underekstremiteten. Til slutt, to 8-ukers treningsøkter er en stor tidsforpliktelse for fag. Dermed vil etterforskerne gi økonomisk refusjon for deltakelse og forsøke å rekruttere pasienter som allerede er på regelmessig besøk på sykehuset for rehabilitering. Hvis det fortsatt er vanskelig å finne forsøkspersoner som er villige til å delta i en så langvarig studie, vil etterforskerne modifisere protokollen slik at det vil være to uavhengige grupper på 16 forsøkspersoner tildelt en av de to intervensjonene (i stedet for gjentatte tiltak) som ville krever rekruttering av flere fag, men hvert fag skal delta i kun en 8-ukers treningsintervensjon.