神经肌肉电刺激与动作观察促进健康老龄化 (PRIN2022)

目的 本研究的目的是测试一种结合神经肌肉电刺激（NMES）与动作观察（AO）的自助式居家上肢干预措施对健康老年人肌肉力量和本体感觉能力的影响。 通过比较动作观察-神经肌肉电刺激（AO-NMES）与单独应用动作观察（AO）或神经肌肉电刺激（NMES），假设AO-NMES能带来更高的改善效果。 这种方法可能是一种安全、易获取且成本效益高的方式，用于维持或改善老年人群的神经肌肉功能和感觉运动控制。 此外，通过保持上肢功能，该干预措施可能有助于老年人保持功能自主性，降低残疾风险，并提高其整体生活质量和幸福感。

方法

1. 参与者 将从热那亚大学“UniGeSenior”项目的学生中招募自愿参与者。 纳入标准包括：自愿参与、年龄在65至85岁之间、男女不限、久坐不动。 排除标准包括：神经或精神疾病、过去六个月内骨折、骨科或肌肉骨骼损伤、未控制的高血压、定期进行抗阻训练（每周至少一次）以及参与竞技性运动。

2. 研究设计 这将是一项随机、双盲、对照实验性试验。 该研究将在ClinicalTrials.gov上注册。 干预将持续四周，每周进行三次居家训练。 干预内容将根据分配组别而有所不同，所有干预将并行实施于以下各组：AO组、NMES组和AO-NMES组。 分组将使用Excel中的RAND()函数完成，该函数生成随机数，然后用于均匀排序和分配受试者。 每次训练持续30分钟，包括10分钟的热身阶段（期间进行视觉任务）和20分钟的练习阶段。

   在干预期前（PRE）和后（POST），参与者将进行不同类型的评估（见评估部分）。

3. 干预 3.1. 视觉刺激

   向参与者展示的刺激将根据组别而变化。 在AO组中，参与者将观看一段视频，展示由女性或男性使用上肢执行的不同工具性日常生活活动（IADLs），这些活动需要较大的力量输出。 这些IADLs包括个体执行以下任务：

   • 坐在椅子上将箱子向前或向后移动
   • 站立时将箱子抬起放到支撑物上或从支撑物上取下
   • 站立时将箱子放置到架子上或从架子上取下
   • 坐在椅子上将箱子从左向右或从右向左移动
   • 站立时将购物袋从右向左或从左向右移动
   • 站立时将购物袋放置到架子上或从架子上取下
   • 站立时手持购物袋 相同的AO任务将应用于AO-NMES组。 NMES组的参与者将观察变化的风景画面。 视觉刺激将通过提供给参与者的平板电脑（Smartpad 9 Mediacom, Datamatic S.p.A, Milano, Italy）进行呈现。

   3.2. NMES参数 在干预的第一天，参与者将收到NMES医疗设备（I-TECH PHYSIO, IACER srl, Scorzè, Venice, Italy），并由运动科学专家研究员指导其使用方法。

   在热身阶段，NMES将设置为频率50 Hz、脉冲持续时间400 μs，强度为运动阈值。 在练习阶段，AO组的参与者将接受NMES假治疗（f=5Hz, t=100 μs），强度为感觉阈值，已知对增加肌肉力量无效。 在NMES和AO-NMES组中，练习阶段将在功能阈值（完成手臂屈曲所需的最小强度）或最大耐受强度（f=100Hz, t=400 μs）下进行。

4. 评估 实验评估将包括力量评估、重量判断任务和动作观察任务中的重量辨别。 这些评估将在同一天进行，每次评估之间有适当的休息时间。 在PRE评估前一周，在一次熟悉化训练中，参与者将进行力量评估，建议老年人进行熟悉化训练。

评估将由两名运动科学专家研究员进行，他们对参与者进行的干预类型不知情。 可能的危害将基于参与者在实验期间的自发报告进行非系统性记录。

4.1. 力量评估 该测试的目的是评估三种干预措施在增加肌肉力量和爆发力方面的有效性。

参与者的握力（kg）将使用KERN MAP握力计（KERN & SOHN GmbH）进行评估。 参与者将站立进行测试，肩内收、肘伸展、前臂和手腕保持中立位。 他们将被要求用最大力量握紧握力计。 三次重复的平均值将用于评估左右手握力。 左右手握力的平均值将被视为握力结果参数。

在熟悉化训练中，参与者将熟悉等长弯举和卧推测试。 关于第一个测试，参与者进行10次次最大重复和3次最大重复。 关于第二个测试，他们进行两组八到十次次最大负荷卧推，然后进行两组两次空杆最大速度卧推。

在评估期间，将使用Chronojump力传感器（Chronojump, Barcelona, Spain）评估肱二头肌最大等长力（MIF, N），要求参与者进行肘屈曲。 参与者将以坐姿进行评估，双手旋后握住杠铃，肘角约为90°。 杠铃将通过静态绳连接到力传感器。 该动作将执行三次，每次重复之间有1分钟休息。 参与者将被指示尽可能用力拉动，并在口头鼓励下保持收缩至少2秒。 MIF值最高的试验将被视为有效。 评估前，将进行热身阶段，包括一组五次重复，负荷为感知最大力量的40-60%。

卧推测试将用于评估力-速度关系，并估计最大功率。 测试前将进行热身，包括在史密斯机上两组10次重复。 在执行传统卧推时，参与者将杠铃停靠在胸部2秒，然后尽可能快地推起杠铃直到肘完全伸展。 初始负荷设置为男性16kg，女性12kg。 负荷将不断增加以进行3-4组，这是获得足够最大功率估计所需的组数，最后一组的执行速度低于0.3 m·s⁻¹。每组之间有3分钟休息。 在此测试中，将使用线性位置传感器（Chronojump, Barcelona, Spain）。 一端连接到杠铃左侧，另一端固定在地板上。 最大功率（MP）将通过Chronojump软件提取。

4.2. 重量判断任务 该评估的目的是测试在日常生活情境中对物体重量的感知，假设AO-NMES治疗将对本体感觉能力产生积极影响。 将进行点重量判断任务。 参与者将被指示以千克为单位判断箱子的重量。 将使用一公斤的箱子进行任务熟悉化。 参与者将抬起箱子，箱子放置在面前的桌子上，把手与髋部对齐，使用手臂屈曲直到达到约45°的屈曲角度。 重量判断任务中使用的箱子将填充铸铁盘，固定以防止移动，以达到4公斤、7公斤和10公斤的重量。 参与者不会被告知重量信息或不同重量的数量。 每个箱子将被抬起5次。 参与者报告的平均重量值和变异系数将被视为结果参数，同时计算估计误差作为实际重量与感知重量之间的绝对差。

4.3. 动作观察任务中的重量辨别 该测试的目的是评估参与者在动作观察任务中辨别他人移动物体重量的能力。 假设通过改善力量和重量感知，这种增强的能力将转移到运动共振机制，从而帮助参与者准确评估他人移动物体的重量。 重量辨别视频任务在我们团队先前的一篇论文中有描述。 简而言之，参与者必须辨别视频中连续两个动作移动的两个箱子的重量，指出哪个箱子最重。 其中一个视频用作参考。 该视频中箱子的重量为7公斤。 在另一个视频中，箱子的重量从0到15公斤变化。 试验次数为112次（7个箱子重量各16次重复）。 心理测量函数获得的恰可察觉差（JND）将是结果参数。

4.4. 监测协议遵守情况 为监测参与者对协议的遵守情况，一名研究员将在每周干预结束后致电每位参与者，询问该周所有计划训练是否完成。 报告的完成训练次数将被记录以支持数据解释。