Утомляемость четырехглавой мышцы у несотрудничающих субъектов

Положение испытуемого: специальное устройство, состоящее из жесткой мягкой деревянной доски, опирающейся на металлический стержень, прикрепленный к металлическому каркасу больничной койки, удерживало коленный сустав под углом 90 градусов и обеспечивало надежную поддержку всего бедра (рис. 1). Позиционирование было выбрано для уменьшения ненужных движений и минимизации риска для пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких в отделении интенсивной терапии. Поэтому изометрические силы разгибания колена измерялись, когда испытуемые находились в положении лежа на спине на больничной койке с наклоном головы и туловища в 30 градусов.

Электрическая стимуляция мышц: две угольные электродные подушечки располагались дистально над двигательной точкой медиальной (vastus medialis) и латеральной (vastus lateralis) головок четырехглавой мышцы. Моторная точка была определена как место, которое соответствовало наименьшему возможному пороговому току, а моторный пороговый ток был определен как самый низкий ток стимуляции поезда, который приводил к видимому сокращению мышц. Другая пара электродов (5х9 см) располагалась на 5 см дистальнее паховой складки (10). Для оптимизации электропроводности кожу выбривали и ополаскивали перед наложением электродов. Этот подход был аналогичен предыдущим исследованиям (11).

Первоначально два высоковольтных стимулятора постоянного тока доставляли десять одиночных импульсов с двухфазными прямоугольными импульсами длительностью 300 мкс. Затем включался поезд-генератор, вызывая подачу тока частотой 35 Гц в виде приступов по 3 секунды, разделенных 1-секундной паузой, в общей сложности 40 тетанических сокращений. Непосредственно после тетанических сокращений протокол заканчивался второй серией из десяти единичных подергивающихся стимулов. На рис. 2 показан пример фактической записи кривой отклика силы.

В первый экспериментальный день испытательный ток был отрегулирован на 75% выше порогового тока двигателя. Во второй день тестирования интенсивность тренировки определялась как интенсивность стимуляции, соответствующая тому же уровню выходной силы (мВ), что и при первом тетаническом сокращении в первый день тестирования, при сохранении того же соотношения между медиальным и латеральным уровнями интенсивности. .

Параметры стимуляции и метод двухканальной стимуляции были выбраны таким образом, чтобы увеличить количество стимулируемой мышечной массы, обеспечить безопасное тетаническое сокращение у несотрудничающих субъектов; чтобы снизить риск чрезмерного повреждения мышц и избежать задействования сенсорных волокон и, таким образом, минимизировать дискомфорт.

Измерение силы: регулируемый по высоте тензодатчик, помещенный под кроватью, был прикреплен к металлическому каркасу кровати и соединен горизонтально (180 градусов) с субъектами с помощью нерастяжимого ремня, расположенного вокруг угла субъекта. Чтобы свести к минимуму движение ног, между лодыжкой и неподвижным металлическим стержнем был прикреплен второй нерастяжимый ремень, натягивающий прямо напротив ремня, удерживающего тензодатчик. Мостовая схема использовалась для обнаружения изменений относительного сопротивления в тензодатчике, а преобразованные изменения напряжения, пропорциональные крутящему моменту, генерируемому активированной мышцей, затем преобразовывались в аналого-цифровое преобразование, дискретизировались с частотой 1 кГц и впоследствии сохранялись на персональном компьютере для дальнейшего использования. оффлайн анализ.

Анализ автономных данных Все пороговые значения тока двигателя были средними из двух измерений на каждой стороне.

Тетанические сокращения: для обеспечения достижения плато уровня сокращений значения крутящего момента рассчитывались как среднее значение последней секунды 3-х секундного сокращения. Пиковые значения тетанического крутящего момента были наивысшими полученными значениями. Период тетанической стимуляции был разделен на пять интервалов, где интервал 1 соответствует первым 60 секундам (1-15 сокращений), интервалу 2 от 61 до 120 секунд (16-30 сокращений), интервалу 3 от 121-160 секунд (31-40 сокращений). сокращений), интервал 4 первые 120 секунд (1-30 сокращений) и интервал 5 до общего периода 160 секунд (1-40 сокращений). Для каждого интервала сопротивление мышечной усталости выражали в виде индекса усталости (FI) и рассчитывали как отношение суммы значений пикового крутящего момента от последних трех сокращений к сумме значений пикового крутящего момента от первых трех сокращений. Кроме того, были нанесены пиковые значения крутящего момента для каждого сокращения и рассчитан наклон линии регрессии для каждого интервала.

Сокращения: все данные были отфильтрованы с частотой 15 Гц, а пиковый крутящий момент и время нарастания были рассчитаны до и после периода тетанической стимуляции. Для каждой серии из 10 сокращений рассчитывали пиковый крутящий момент и время нарастания (наклон между 30% и 70% пиковой силы сокращения, Нм/с) для отдельных сокращений. Затем как пиковый крутящий момент, так и время нарастания выражали как средние значения всех подергиваний до и после тетанического сокращения.

Целостность данных:

Были приняты меры для обеспечения идентичных условий исследования и единообразия в отношении времени суток, места, оборудования и процедуры. Кроме того, все тесты проводились в среде с контролируемой температурой с оценкой одним наблюдателем и режимом измерений, поддерживаемым на протяжении всего исследования. Тот же исследователь (JBP), который не знал об уровне интенсивности, определил все пороговые значения, а МР провел все измерения мышечной силы в режиме онлайн. Для обеспечения оптимального сравнения между двумя экспериментальными секциями испытуемых помещали в стандартное положение, обеспечивающее единообразие позы, положения суставов и ориентации бедра. Чтобы уменьшить ежедневные изменения в размещении электродов на бедре, они были отмечены вместе с по крайней мере тремя постоянными ориентирами на прозрачной бумаге, что служило «картой» для точной идентификации. На седьмой день тот же исследователь (JBP) осторожно заменил электроды, идентичные тем, что использовались в первый день. В оба дня тестирования датчики были откалиброваны, и каждый субъект прошел короткий стандартизированный ознакомительный сеанс низкой интенсивности перед процедурой тестирования, чтобы обеспечить потенциацию мышечной ткани, во время которой подробно объяснялись электрическая стимуляция мышц и настоящий протокол. Порядок тестирования слева/справа определяли после рандомизации, при этом тот же порядок тестирования сохранялся на второй экспериментальный день. Испытуемых проинструктировали быть максимально расслабленными и подавлять любые произвольные сокращения во время теста. Наконец, чтобы обеспечить качество записанных данных, силы разгибания колена немедленно отображались в режиме онлайн на экране компьютера для визуального контроля.