Męczliwość mięśnia czworogłowego uda u osób niewspółpracujących

Ułożenie pacjenta: Specjalny przyrząd, składający się ze sztywnej wyściełanej drewnianej deski spoczywającej na metalowym pręcie, który był przymocowany do metalowej ramy łóżka szpitalnego, utrzymywał staw kolanowy pod kątem 90 stopni i zapewniał stabilne podparcie całej udo (ryc. 1). Pozycja została wybrana tak, aby ograniczyć niepotrzebne ruchy i zminimalizować ryzyko dla pacjentów OIOM wentylowanych mechanicznie. W związku z tym mierzono siły izometrycznego wyprostu stawu kolanowego, gdy badani byli umieszczani w pozycji leżącej na łóżku szpitalnym z 30-stopniowym nachyleniem głowy i tułowia.

Elektryczna stymulacja mięśni: Dwie elektrody węglowe umieszczono dystalnie nad punktem motorycznym przyśrodkowej (vastus medialis) i bocznej (vastus lateralis) głowy mięśnia czworogłowego. Punkt motoryczny zdefiniowano jako lokalizację odpowiadającą najniższemu możliwemu prądowi progowemu, a prąd progowy motoryczny zdefiniowano jako najniższy prąd stymulacji pociągu, który spowodował widoczny skurcz mięśni. Kolejną parę elektrod (5x9 cm) umieszczono 5 cm dystalnie od fałdu pachwinowego (10). Aby zoptymalizować przewodnictwo elektryczne, skórę ogolono i opłukano przed nałożeniem elektrod. Podejście to było podobne do poprzednich badań (11).

Początkowo dwa stymulatory wysokiego napięcia o stałym prądzie dostarczały dziesięć pojedynczych drgań bodźców z dwufazowymi kwadratowymi impulsami o szerokości 300 μs. Następnie włączono generator pociągu, wyzwalając dostarczanie prądu o częstotliwości 35 Hz w okresach 3-sekundowych oddzielonych 1-sekundową przerwą, co dało w sumie 40 skurczów tężcowych. Bezpośrednio po skurczach tężcowych protokół zakończyła druga seria dziesięciu pojedynczych bodźców skurczowych. Rysunek 2 przedstawia przykład rzeczywistego zapisu krzywej odpowiedzi siły.

W pierwszym dniu eksperymentu prąd testowy ustawiono na 75% powyżej prądu progowego silnika. W drugim dniu badania intensywność treningu określono jako intensywność stymulacji odpowiadającą temu samemu poziomowi wyjściowej siły (mV), jaki został wygenerowany przez pierwszy skurcz tężcowy w pierwszym dniu badania, przy zachowaniu tego samego stosunku między poziomami intensywności przyśrodkowej i bocznej .

Parametry stymulacji oraz metodę stymulacji dwukanałowej dobrano tak, aby zwiększyć ilość stymulowanej masy mięśniowej, zapewnić bezpieczny skurcz tężcowy u osób niewspółpracujących; aby zmniejszyć ryzyko nadmiernego uszkodzenia mięśni i uniknąć rekrutacji włókien czuciowych, a tym samym zminimalizować dyskomfort.

Pomiary siły: tensometr o regulowanej wysokości, umieszczony pod łóżkiem, został przymocowany do metalowej ramy łóżka i połączony poziomo (180 stopni) z badanymi za pomocą nierozciągliwego paska umieszczonego wokół kąta badanego. Aby zminimalizować ruchy nóg, drugi nierozciągliwy pasek został przymocowany między kostką a stałym metalowym prętem, ciągnąc dokładnie naprzeciwko paska trzymającego tensometr. Zastosowano obwód mostkowy do wykrywania zmian rezystancji względnej w tensometrze, a przekształcone zmiany napięcia, proporcjonalne do momentu generowanego przez aktywowany mięsień, były następnie przetwarzane A/D, próbkowane z częstotliwością 1 kHz, a następnie przechowywane na komputerze osobistym do dalszych analiza offline.

Analiza danych offline Wszystkie wartości progowe prądu silnika były średnią z dwóch pomiarów na stronę.

Skurcze tężcowe: Aby zapewnić osiągnięcie poziomu plateau skurczów, wartości momentu obrotowego obliczono jako średnią z ostatniej sekundy skurczu 3-sekundowego. Najwyższą otrzymaną wartością były szczytowe wartości momentu tężcowego. Okres stymulacji tężcowej podzielono na pięć przedziałów, przy czym odstęp 1 odpowiada pierwszym 60 sekundom (1-15 skurczów), odstęp 2 od 61-120 sekund (16-30 skurczów), odstęp 3 od 121-160 sekund (31-40 skurcze), interwał 4 pierwsze 120 sekund (1-30 skurczów) i interwał 5 do całkowitego okresu 160 sekund (1-40 skurczów). Dla każdego interwału odporność na zmęczenie mięśni wyrażono jako wskaźnik zmęczenia (FI) i obliczono jako stosunek sumy wartości szczytowego momentu obrotowego z ostatnich trzech skurczów do sumy wartości szczytowego momentu obrotowego z pierwszych trzech skurczów. Ponadto wykreślono szczytowe wartości momentu obrotowego dla każdego skurczu i obliczono nachylenie linii regresji dla każdego przedziału.

Skurcze skurczowe: Wszystkie dane filtrowano dolnoprzepustowo 15 Hz i obliczano szczytowy moment obrotowy i czas narastania przed i po okresie stymulacji tężcowej. Dla każdej serii 10 skurczów szczytowy moment obrotowy i czas narastania (nachylenie między 30% a 70% szczytowej siły skurczu, Nm/s) obliczono dla poszczególnych drgań. Zarówno szczytowy moment obrotowy, jak i czas narastania wyrażono następnie jako średnie wartości wszystkich drgań przed i po skurczu tężcowym.

Integralność danych:

Zadbano o to, aby zapewnić identyczne warunki badań i jednolitość pod względem pory dnia, miejsca, sprzętu i procedury. Ponadto wszystkie testy przeprowadzono w środowisku o kontrolowanej temperaturze z oceną jednego obserwatora i reżimem pomiarów utrzymywanym przez cały okres badania. Ten sam badacz (JBP), który nie znał poziomu intensywności, określił wszystkie wartości progowe, a MR przeprowadził wszystkie pomiary siły mięśni on-line. Aby zapewnić optymalne porównanie między dwoma eksperymentalnymi secesjami, osoby badane umieszczono w wystandaryzowanej pozycji, zapewniającej jednolitość postawy, pozycji stawów i orientacji uda. Aby ograniczyć codzienne różnice w rozmieszczeniu elektrod na udzie, zostały one zaznaczone wraz z co najmniej trzema stałymi punktami orientacyjnymi na przezroczystym papierze, służąc w ten sposób jako „mapa” do precyzyjnej identyfikacji. Siódmego dnia ten sam badacz (JBP) ostrożnie wymienił elektrody identyczne jak w dniu 1. W oba dni testowe skalibrowano mierniki i każdy pacjent przeszedł krótką, wystandaryzowaną sesję zapoznawczą o niskiej intensywności przed procedurą testową, aby zapewnić wzmocnienie tkanki mięśniowej, podczas której dokładnie wyjaśniono elektryczną stymulację mięśni i niniejszy protokół. Kolejność testowania lewa/prawa została określona po randomizacji z tą samą kolejnością testowania utrzymaną drugiego dnia eksperymentu. Badanych poinstruowano, aby byli tak zrelaksowani, jak to możliwe i tłumili wszelkie dobrowolne skurcze podczas testu. Na koniec, aby zapewnić jakość zarejestrowanych danych, siły rozciągające kolana były natychmiast wyświetlane on-line na ekranie komputera w celu kontroli wzrokowej.