Ćwiczenia ograniczające przepływ krwi dla osób z SCI

Niniejsze badanie opiera się na projekcie wewnątrzobiektowym. Badacze zamierzają zrekrutować 16 osób ze zdiagnozowanymi niepełnymi uszkodzeniami rdzenia kręgowego (poziom C3-L1, AISA C i D) do udziału w dwóch 8-tygodniowych programach ćwiczeń dolnych partii ciała, składających się albo z tradycyjnych ćwiczeń prostowania i zginania kolana, albo z prostowania i zginania kolana z ograniczenie przepływu krwi (ryc. 4). Przed rozpoczęciem każdego programu zostanie wykonana seria pomiarów funkcji mięśni i naczyń (szczegółowe informacje na temat tych pomiarów znajdują się w celu szczegółowym 1 i 2 poniżej). Pomiary te będą powtarzane na koniec każdego 8-tygodniowego okresu treningowego. Ponadto, aby monitorować ryzyko zakrzepicy, próbki krwi będą pobierane i analizowane w 4 punktach czasowych w ciągu każdego 8-tygodniowego okresu: wyjściowo, po jednym treningu, po 4 tygodniach treningu i ponownie pod koniec 8-tygodniowego okresu okres szkolenia (szczegółowe informacje na temat tych testów znajdują się w celu szczegółowym 3 poniżej).

Badani Badani będą rekrutowani przez dział SCI/D w Cleveland VA Medical Center. W skrócie, osoby badane muszą być w wieku od 18 do 55 lat, co najmniej 1 rok po urazie i wolne od chorób sercowo-naczyniowych lub hematologicznych. Badani muszą również mieć wystarczającą siłę w kończynach dolnych, aby przejść bez pomocy 10 metrów (zobacz pełną listę kryteriów włączenia/wykluczenia badanych w dokumencie dotyczącym ludzi). Głównymi zmiennymi tego badania są zmiany siły mięśni, pola przekroju poprzecznego i funkcji naczyń. Ze względu na brak danych dotyczących ćwiczeń BFR w populacji SCI, oszacowania wymaganej wielkości próby dla tego badania oparto na wcześniej opublikowanych danych BFR w innych populacjach klinicznych z osłabieniem i atrofią mięśniowo-szkieletową. Ogólnie rzecz biorąc, wielkość efektu treningu wysiłkowego BFR na siłę mięśni i przekrój poprzeczny z kilku badań wynosiła 1,13, 0,995 i 1,9. Zatem analiza mocy a priori wykazała, że ​​potrzebna jest próba o wielkości 16 uczestników, aby zapewnić wystarczające statystyki do wykrycia zmiany między treningiem przed i po treningu przy użyciu współczynnika alfa 0,05 i mocy 0,80.

Program treningowy: Program treningowy będzie się składał z 8 tygodni ćwiczeń wyprostu/zgięcia stawu kolanowego w trybie tradycyjnym lub BFR na dynamometrze Biodex System 3. Uczestnicy będą musieli przychodzić do laboratorium 2-3 dni w tygodniu na czas trwania programu szkoleniowego, a ostatecznym celem będzie 20 sesji szkoleniowych rozłożonych na każdy 8-tygodniowy okres. Dwa niedawno opublikowane artykuły przeglądowe wskazują, że trening BFR 2-3 razy w tygodniu jest wystarczający dla uzyskania korzyści mięśniowych w populacjach klinicznych. Trening BFR przez 8 tygodni będzie składał się ze standardowego protokołu BFR (30 powtórzeń-15 powtórzeń-15 powtórzeń-15 powtórzeń) wyprostu/zgięcia kolana z 60 sekundami regeneracji pomiędzy każdą serią. Opór dynamometru zostanie ustawiony na 30% maksymalnego dobrowolnego skurczu (określonego podczas pierwszej wizyty), a metronom zostanie użyty do przyspieszenia wyprostu/zgięcia kolana z szybkością odpowiadającą 180 stopni na sekundę (środek zakresu prędkości stawu kolanowego związany z z wygodnym chodzeniem). Wykonywanie oporowego wyprostu/zgięcia kolana na dynamometrze izokinetycznym spowoduje jedynie koncentryczne skurcze (nie będzie fazy ekscentrycznej). Donoszono, że skurcze koncentryczne w połączeniu z BFR zwiększają pole przekroju poprzecznego mięśni i siłę w większym stopniu niż ćwiczenia ekscentryczne z BFR. Ograniczenie przepływu krwi zostanie zastosowane poprzez użycie 6-centymetrowego mankietu napompowanego do 70% ciśnienia wymaganego do zablokowania przepływu krwi w kończynach w stanie spoczynku (patrz określanie ciśnienia okluzji tętniczej poniżej). Ciśnienie w mankiecie zostanie napompowane przed początkowym zestawem i pozostanie napompowane przez cały protokół (okres ćwiczeń i regeneracji). Ten zalecany plan treningowy dla ćwiczenia BFR (tj. częstotliwość sesji treningowych, liczba powtórzeń w każdej serii, czas odpoczynku między seriami, intensywność i ciśnienie w mankiecie) opiera się na zaleceniach z dwóch niedawno opublikowanych przeglądów systematycznych treningu BFR. Tradycyjny program treningu oporowego będzie wystandaryzowanym protokołem ćwiczeń stosowanym w rehabilitacji: 3 serie ćwiczeń prostowania/zginania stawu kolanowego z oporem ustawionym na 60% MVC. Aby przybliżyć całkowitą objętość (liczba wszystkich powtórzeń x waga) protokołu BFR, trzy serie będą składać się odpowiednio z 13, 12 i 12 powtórzeń. W obu 8-tygodniowych okresach szczytowy moment obrotowy będzie oceniany co dwa tygodnie, a kolejne obciążenia treningowe będą modyfikowane w oparciu o poprawę szczytowego momentu obrotowego.

Określenie ciśnienia okluzji w tętnicy: ciśnienie do zamknięcia przepływu krwi w tętnicy udowej zostanie określone podczas pierwszej wizyty. Badani siedzą cicho w spoczynku. Mankiet zostanie umieszczony wokół górnej części uda, a urządzenie Doppler/USG zostanie użyte do uzyskania obrazu i widma prędkości krwi w tętnicy udowej powierzchownej (dystalnie do mankietu). Mankiet będzie następnie powoli napełniany, około 2 mmHg co sekundę, aż widmo prędkości zniknie, wskazując na brak przepływu krwi. Ciśnienie w mankiecie, przy którym zatrzymuje się przepływ krwi, będzie uważane za ciśnienie okluzji tętnicy.

Potencjalne problemy i alternatywne strategie z protokołem treningowym: Ze względu na szeroki zakres wydolności funkcjonalnej w populacji iSCI, niektórzy pacjenci mogą początkowo nie być w stanie ukończyć protokołu ćwiczeń, jak opisano powyżej. Aby zwiększyć prawdopodobieństwo, że badani będą w stanie wykonać określoną liczbę powtórzeń, zwłaszcza w pierwszych kilku tygodniach treningu, liczbę powtórzeń w każdej serii i liczbę serii można zmodyfikować (np. 3 serie po 13, 12, 12 powtórzeń można zastąpić przez 4 serie po 10, 9, 9, 9 powtórzeń, ponieważ utrzymałoby to ogólną liczbę powtórzeń, ale dodałoby dodatkowy okres regeneracji). Ponadto sesje treningowe w początkowym 8-tygodniowym okresie będą dobrze udokumentowane, tak aby ogólna objętość mogła zostać powtórzona podczas drugiej 8-tygodniowej sesji treningowej. Chociaż istnieją ograniczone dowody eksperymentalne sugerujące, że trening BFR niesie ze sobą większe ryzyko w porównaniu z typowymi ćwiczeniami o wysokiej intensywności, Spranger i współpracownicy wcześniej nakreślili potencjalne ryzyko związane z ćwiczeniami BFR u pacjentów z nadciśnieniem, niewydolnością serca i chorobą tętnic obwodowych. W szczególności ćwiczenia BFR mogą prowadzić do niebezpiecznie wysokiego ciśnienia krwi u osób z przesadnymi odruchami presyjnymi. Jednak populacja SCI, jeśli w ogóle, miałaby zmniejszony odruch presji wysiłkowej z powodu przerwanego aferentnego sprzężenia zwrotnego z kończyny dolnej. Wreszcie, dwie 8-tygodniowe sesje szkoleniowe to duże zaangażowanie czasowe dla badanych. W ten sposób badacze zapewnią zwrot finansowy za udział i spróbują zwerbować pacjentów, którzy już regularnie odwiedzają szpital na rehabilitację. Jeśli nadal trudno będzie znaleźć osoby chętne do udziału w tak długim badaniu, badacze zmodyfikują protokół w taki sposób, aby istniały dwie niezależne grupy po 16 osób przydzielonych do jednej z dwóch interwencji (zamiast powtarzanych pomiarów), co wymagać rekrutacji większej liczby osób, ale aby każdy z nich uczestniczył tylko w jednej 8-tygodniowej interwencji szkoleniowej.