FES Arm Cycling på funksjonell evne og styrke hos personer med SCI

Alle innlagte pasienter som er innlagt på Queen Elizabeth National Spinal Injuries Unit for første gang inneliggende rehabilitering etter akutt ryggmargsskade (SCI) som oppfyller inklusjonskriteriene, vil bli invitert til å delta i denne studien. Gjennom hele intervensjonen vil deltakerne motta vanlig behandling. Når informert samtykke er innhentet, vil demografiske opplysninger om deltakeren registreres (kjønn, alder, nivå av SCI og alvorlighetsgrad klassifisert av INSCSCI, skademekanisme og tid siden skaden). Etter dette vil baseline-vurderinger av øvre ekstremitetsfunksjon, generell funksjon og livskvalitet registreres ved hjelp av en rekke vurderinger og spørreskjemaer.

Når baseline-vurderingene er fullført, vil oppsett av funksjonell elektrisk stimulering (FES) arm-sykkel begynne.

Hver deltaker vil få tildelt en individuell pålogging og et program for sykling med øvre ekstremiteter på RT300 (Restorative Therapies) FES stasjonær sykkel som er plassert i QENSIU. Den første økten vil innebære vurdering av parametere for hver muskel ved hjelp av FES. Muskler som ikke har antigravitasjonsfunksjon, vil bli målrettet for stimulering. Opptil 12 muskler i øvre ekstremiteter kan stimuleres med RT300 via elektroder på huden i en koordinert syklisk bevegelse. Huden vil bli kontrollert for å sikre at det ikke er brannsår eller sår, og deretter, etter å ha sikret at huden er ren, vil elektrodene plasseres over musklene. Musklene som stimuleres vil sannsynligvis inkludere fremre deltoideus, bakre deltoideus, biceps, triceps, håndledd- og fingerstrekkere og/eller håndledd- og fingerbøyere. Vurdering av deltakerens toleranse og passende parametere med FES vil innebære at 2 klebeelektroder plasseres på huden over målmusklene og festes til stimulatoren. Amplituden (intensiteten) av stimuleringen vil gradvis økes til en tilstrekkelig muskelkontraksjon observeres, eller deltakeren begynner å oppleve ubehag, avhengig av hva som kommer først. Parametrene vil manipuleres for å gjøre stimuleringen så behagelig som mulig, men hvis en tilstrekkelig kontraksjon ikke kan oppnås innenfor pasientens komfortnivå, vil de bli trukket fra studien. Dette vil gjentas for hver muskel på hver arm, og huden vil bli kontrollert etter hver muskel. Maksimal amplitude er 140mA. Pulsbredde vil variere fra 150us til 450us avhengig av muskelen, og frekvensen vil være satt til 40Hz. Når alle muskelparametere er identifisert, vil deltakeren bli satt opp på armergometeret med grepstøtte om nødvendig for å opprettholde håndstillingen på håndtakene mens de sykler. Hastigheten på ergometeret vil gradvis økes, og deretter vil stimuleringen for alle muskler gradvis økes. RT300 stimulerer automatisk muskelen på det punktet i sveiven der muskelen normalt ville være aktiv under sykling. Et mål på 2-3 minutter med armsykling med stimulering vil bli satt for den første økten. Armsyklingsmålingene er som følger: hastighet måles i omdreininger per minutt (RPM) og vil være satt til 30 RPM for den første økten. Motstand vil først være satt til 0,5 Nm (Newton meter), men vil bli justert for å hjelpe deltakeren med å opprettholde målsyklingshastigheten. Deltakeren vil bli overvåket for eventuelle uønskede hendelser gjennom hele FES armsyklingen.

Etter oppsett av FES armsykling, vil intervensjonen begynne, bestående av 3 økter per uke i 6 uker. En FES-økt vil starte med elektrodeoppsett og amplituder som settes basert på parametere bestemt under oppsettet. Det vil være en 3-minutters oppvarming med armsykling uten FES. Stimulering vil deretter bli lagt til i opptil 30 minutter. Målhastigheten vil være satt til 30 RPM, og deltakeren vil bli oppfordret til å bruke egne anstrengelser, assistert av FES, for å sykle i denne hastigheten. Hvis hastigheten faller under 30 RPM, vil motstandsnivået reduseres, og om nødvendig, vil en motor aktiveres for å hjelpe med å opprettholde målhastigheten. En 2-minutters nedkjoling uten stimulering og motstand vil avslutte økten. Pauser kan tas etter behov under sykleøkten, men økten vil avsluttes hvis en deltaker trenger å hvile i mer enn 5 minutter. Huden vil også bli kontrollert hver gang FES-stimuleringen stoppes. Selv om et mål på 30 minutter med FES-applikasjon er satt, er den faktiske stimuleringslengden for hver økt tilpasset hver deltaker og vil baseres på deres toleranse overfor FES, som gradvis vil bygges opp i løpet av de 6 ukene.

Når de 6 ukene er fullført, vil de samme spørreskjemaene og vurderingene bli fullført, med tillegg av deltakerens globale inntrykk av endringsspørreskjemaet, som vil konkludere deltakerens deltakelse i intervensjonen.

Gjennomførbarhet vil bli målt gjennom hele intervensjonen ved å registrere rekrutteringsrate og opprettholdelse, med fokus på antall kvalifiserte deltakere og antall deltakere som rekrutteres. Antall deltakere som ikke blir inkludert og hvorfor, og antall deltakere som trekker seg og hvorfor.

Overholdelse vil bli registrert ved fullføringsratene av den 6-ukers intervensjonen (varighet av økten og antall økter og årsaker til ikke-deltakelse ved økter).

Opplevd belastning/ulempe/fordel vil bli rapportert av deltakerne ved hjelp av et spørreskjema.

Sikkerheten til intervensjonen vil bli registrert hvis det er noen uønskede hendelser eller sikkerhetsbekymringer. Eventuelle som oppstår på grunn av intervensjonen, vil bli avgjort ved diskusjon mellom forsknings- og klinisk team.

Vanlig behandling vil bli rapportert av deltakerne gjennom selvrapportering av hva de deltok i hver uke av fysioterapi og ergoterapi.

FES-parametere vil også bli rapportert, inkludert stimuleringsnivåer, kraft, omdreininger per minutt og syklet distanse.