Stimularea rusă și curentul alternativ în mod exploziv (BMAC)

Stimularea rusă și curentul alternativ în mod exploziv (BMAC)

Stimularea rusă – Istoric
Rezumat

Prezentare generală

Există un anumit grad de confuzie în ceea ce privește această intervenție, cauzată în principal de faptul că există mai multe „nume” sau descrieri pentru aceeași intervenție.

În esență, acest tip de stimulare electrică utilizează ceea ce se numește un curent alternativ de frecvență medie (în intervalul scăzut de kHz – mii de cicluri pe secundă), care este livrat într-o ieșire pulsată (sau în rafală sau întreruptă). Pulsul sau explozia este la o frecvență „joasă” și, ca urmare, nervii vor răspunde. Este folosită în primul rând ca mijloc de a genera un răspuns motor, deși, după cum se va vedea (mai jos), a fost investigată și ca intervenție de tip electro-analgezie.

Stimularea rusă a fost probabil cea mai veche denumire pentru acest tip de stimulare. Mai multe dispozitive de stimulare multimodală o includ ca una dintre opțiunile lor. Burst Mode Alternating Current (BMAC) este un termen mai generic și mai recent utilizat, care este probabil preferabil. Aussie Stimulation (a se vedea mai jos) este un joc de cuvinte cu originalul Russian Stimulation și nu este deosebit de perspicace ca descriptor. BMAC este probabil termenul care ar putea fi folosit și ar trebui să persiste.

Stimularea rusă – Istoric

Meritul pentru primele lucrări în acest domeniu este atribuit lui Kotz, cu sediul în Rusia. Există unele dificultăți în accesarea lucrărilor, iar mai multe dintre principalele rezultate ale cercetării nu au fost incluse în lucrările publicate. Ward și Shkuratova (2002) au făcut o anumită muncă de traducere a primelor publicații în limba rusă și de sintetizare a problemelor ridicate. Acest rezumat este derivat în mare parte din munca lor, cărora li se acordă credit. Dacă vă interesează lucrarea originală, vă recomandăm să accesați lucrarea lui Ward și Shkuratova (2002). Selkowitz (1989) a oferit, de asemenea, o trecere în revistă foarte utilă a cercetărilor de fond.

Atât lucrarea lui Ward și Shkuratova (2002), cât și cea a lui Selkowitz (1989) susțin conceptul de bază și sunt în general de acord că această intervenție are dovezi de susținere. În recenzia lui Selkowitz se sugerează că, deși există dovezi pentru o forță musculară crescută generată cu ajutorul stimulării rusești (în continuare RStim), există puține dovezi că este mai eficientă decât exercițiile fizice singure și nici nu a fost evidențiat faptul că este mai bună decât alte forme de stimulare. Aceasta nu înseamnă că a fost considerată ineficientă – doar că la momentul revizuirii nu a „depășit” alte intervenții.

Ward și Shkuratova includ în revizuirea lor, două lucrări timpurii (rusești) și mai multe lucrări de atunci care au fost publicate în limba engleză.

Experimentul rusesc din 1971 și-a propus să stabilească principiul fundamental al acestei metode de stimulare. Au fost luate în considerare protocoalele de sincronizare (stimulare/repaus/repetiții), precum și problema frecvenței tratamentului. Ceea ce a devenit cunoscut sub numele de protocolul 10/50/10 a fost identificat ca fiind eficient (aceasta înseamnă, în esență, stimularea timp de 10 secunde, lăsarea unei perioade de repaus de 50 de secunde și repetarea acestei secvențe timp de 10 minute (adică 10 cicluri de stimulare/repaus) a fost într-adevăr eficientă.

S-a constatat că stimularea generează oboseală dacă este administrată timp de mai mult de 10 secunde (la intensitatea maximă tolerabilă). Au fost testate diferite faze de odihnă între impulsuri, variind de la 10 până la 50 de secunde. Atât odihna de 40 cât și cea de 50 de secunde au fost identificate ca fiind eficiente, deși unii subiecți au părut să înceapă să manifeste oboseală cu odihna de 40 de secunde, de aceea a fost adoptată ulterior perioada de 50 de secunde.

Au fost luate în considerare și perioadele de stimulare (9 sau 19 zile) și stimularea zilnică sau în zile alternative. concluzionându-se că stimularea zilnică a fost mai eficientă. RStim s-a dovedit a fi mai eficient decât contracția voluntară singură (adică fără stimulare de susținere).

Mecanismul de creștere a capacității de generare de forță a mușchiului stimulat a fost atribuit atât unei adaptări pe termen scurt a SNC, cât și unei creșteri a volumului țesutului muscular (acest lucru ar fi în concordanță cu o mare parte din lucrările NMES efectuate mai recent).

Cea de-a doua dintre cele două lucrări (Andrianova et al, 1971) – Kots este coautor – a analizat stimularea sinusoidală de kilohertzi la diferite frecvențe, în mod continuu și în rafală pe burta musculară și ca mijloc de stimulare a trunchiului nervos.

Stimularea a fost aplicată la o gamă de frecvențe „medii” (100-500-1000-2500-3000-5000Hz) și s-a constatat că, pe măsură ce frecvența de stimulare creștea, exista un confort mai mare pentru beneficiar și, prin urmare, s-a identificat (în mod previzibil) că un curent mai mare poate fi livrat mușchiului cu frecvențe mai mari (mai mari).

Cercetătorii au concluzionat că 2500Hz (2,5kHz) a fost cea mai eficientă frecvență la care se poate stimula țesutul muscular (1000Hz sau 1kHz a fost mai eficientă pentru stimularea trunchiului nervos), stimulând pentru o durată de 10 secunde. Utilizarea unei stimulări de 2500Hz la 10milisecunde înseamnă că stimularea eficientă a mușchilor este la 50Hz.

Au fost evaluate protocoalele continue vs. în rafală (adică 2500Hz continuu sau 2500Hz în rafală la intervale de 10ms). Nu a existat nicio diferență semnificativă în ceea ce privește forța maximă generată, dar modul în rafală a generat același rezultat cu mai puțin curent care a fost aplicat (cu 50% mai puțin). Prin urmare, recomandarea este ca stimularea să fie aplicată cu un curent alternativ sinusoidal sinusoidal de frecvență medie purtătoare de 2500Hz, în rafală la 50 Hz (10ms ON : 10ms OFF) la un nivel maxim tolerabil.

Schema de stimulare rezultată din această lucrare (și se presupune că unele cercetări accidentale care nu au fost raportate în aceste 2 publicații!) este :

Frecvența de bază : 2500Hz (2.5kHz)

Burst @ 50Hz

10ms ON : 10 ms OFF (50% duty cycle)

Stimulare livrată astfel timp de 10 secunde

Perioadă de repaus de 50 de secunde

Repetate 10 cicluri

Zilnic

Intensitate maximă tolerabilă

Au fost făcute multe comentarii critice la adresa acestei lucrări. În mod clar, multe persoane au avut dificultăți în a accesa lucrările originale, deși recenzia lui Ward și Shkuratova (2002)ar trebui să ajute. Nu au existat includeri placebo în lucrare. Voluntarii au fost toți tineri (15-17 ani) atleți foarte în formă și sănătoși (speranțe olimpice). Prin urmare, acest lucru nu poate fi transferat în mod automat în domeniul clinic cu garanția că va fi la fel de eficient în cazul pacienților. Ward continuă să ofere o discuție bine gândită care ar trebui să fie o lectură esențială pentru cei care au un interes extins în acest domeniu.

Ca un comentariu final cu privire la primele lucrări, este rezonabil să se concluzioneze că acest tip de stimulare electrică are ca rezultat o creștere a forței musculare (cuplu, rezistență), în special atunci când este combinată cu exerciții fizice voluntare. Se susține că, cel puțin, o persoană care întreprinde atât stimularea, cât și un program de exerciții fizice voluntare va participa la o cantitate mai mare de muncă, astfel încât rezultatele ar putea fi în mod rezonabil așteptate să fie mai bune. De asemenea, se sugerează că, în timp ce componenta RStim are probabil un efect mai mare asupra fibrelor de tip II (rapide), componenta de exerciții fizice voluntare poate avea un efect dominant asupra fibrelor mai lente (tip I), ceea ce duce la un rezultat general mai bun.

de la Ward (2009)

de la Ward et al (2006)

Figurile de mai sus și din stânga (creditate de Ward, 2009 și Ward et al, 2006) ilustrează stimularea aplicată. În clasica stimulare rusă, 2500Hz este modulată (sau în rafală) la 50Hz folosind perioade de 10ms ON și 10ms OFF (ilustrația C din figura de sus).

Revista lui Ward și Shkuratova (2002) menționează, de asemenea, alte câteva lucrări rezonabil de timpurii (i.adică înainte de 2002) care au evaluat RStim.

Delitto et al. (1989) raportează un studiu de caz în care un halterofil de elită a fost tratat cu această stimulare și care a obținut îmbunătățiri semnificative ale forței peste cele obținute doar prin antrenament. Studiile de la Delitto et al. (1988); Snyder-Mackler et al. (1994 și 1995) au folosit RStim după o intervenție chirurgicală la ligamentul încrucișat anterior. RStim a fost comparat cu programe de exerciții fizice voluntare și s-au obținut câștiguri de forță semnificativ mai mari cu protocolul RStim. În lucrarea din 1994, RStim a fost comparat cu un protocol de tip NMES (utilizare la domiciliu). Au existat avantaje semnificative pentru programul RStim bazat pe clinică. Snyder-Mackler et al. (1989) au comparat RStim cu Terapia Interferențială (IFT) și un protocol NMES (stimulare musculară). IFT a dus la o generare de forță musculară semnificativ mai mică ca răspuns la stimulare. Cele mai mari rezultate de forță medie au fost obținute cu RStim, dar acestea nu au fost semnificativ diferite de cele obținute prin stimularea NMES. În cele din urmă, în acest grup, studiul din 1988 al lui Snyder-Mackler et al. a comparat un protocol de stimulare electrică cu un protocol de exerciții fizice voluntare după intervenția chirurgicală a LCA. Stimularea a fost la 2500Hz în rafală la 50Hz (adică RStim). Au fost efectuate contracții simultane ale cvadricepsului și ale tendonului de la genunchi (grupurile de exerciții și de stimulare), cu o reținere/stimulare de 15 secunde urmată de 50 de secunde de repaus. Rezultatele (creșterea forței) obținute de grupul RStim au fost semnificativ mai bune decât cele obținute de cei care au făcut exerciții fizice.

Laufer et al (2001) au comparat trei moduri de stimulare: 50Hz, modulat de la 2,5kHz : 50Hz NMES monofazic de 50Hz : 50Hz NMES bifazic de 50Hz. Toți subiecții (voluntari sănătoși, nu pacienți) au fost tratați aleatoriu cu toate modurile de stimulare. Ambele stimulări de tip NMES au generat un avantaj față de stimularea de 2,5kHz În mod interesant, NMES bifazic a dat cel mai puternic rezultat în acest caz. CA de 2,5kHz (efectiv RStim) nu numai că a generat cea mai slabă ieșire de forță musculară, dar a dat naștere și unui răspuns mai rapid la oboseală. Acesta a fost un experiment atent controlat care a dat naștere unor rezultate provocatoare.

Cercetarea lui Selkowitz include lucrarea din 1985 care a comparat un protocol RStim (numai) cu exerciții fizice voluntare (numai) pentru cvadricepsi. Stimulatorul a fost administrat 3 x săptămânal timp de 4 săptămâni și a dus la creșteri semnificative ale forței izometrice în comparație cu grupul care a făcut doar exerciții fizice. Recenta lucrare a lui Selkowitz et al. (2009) care a comparat o stimulare cu o frecvență purtătoare de 2500 și 5000Hz a demonstrat un avantaj clar și semnificativ pentru utilizarea stimulării de 2500Hz.

În plus față de revizuirea semnificativă și lucrările experimentale întreprinse de Selkowitz (referințe la sfârșitul acestei lucrări), Ward și echipa sa din Australia au întreprins probabil cea mai extinsă serie de investigații publicate în acest domeniu. Există o listă de lucrări relevante în referințele de la sfârșitul acestui material. Ceea ce este inclus aici este un foarte scurt rezumat al unui amplu program de cercetare și al unui material de analiză a literaturii, pe care cititorul este puternic încurajat să le acceseze și să citească originalele.

Ward et al. nu numai că au realizat o serie utilă de lucrări experimentale și de analiză, dar au modificat abordarea, folosind un termen mai general BMAC – Burst Mode Alternating Current (curent alternativ în mod de explozie) pentru a descrie această stimulare și, mai recent, au inventat expresia „Aussie Stimulation”. Lucrările se întind din 1998 până în prezent și, în semn de corectitudine față de volumul de muncă întreprins, sunt evidențiate aici doar aspectele esențiale. Este furnizată o listă completă de referințe pe care cititorul este puternic încurajat să o consulte pentru detaliile cercetării și pentru discuțiile pătrunzătoare și extinse care sunt incluse.

În una dintre primele lucrări (Ward și Robertson, 1998), efectul frecvenței purtătoarei de stimulare a fost evaluat în ceea ce privește pragurile senzoriale, motorii și ale durerii. Ideea principală a lucrării a fost stabilirea frecvenței purtătoare (între 1 și 35kHz) care a fost capabilă să genereze cel mai eficient răspuns motor cu cel mai mic disconfort senzorial. Rezultatele indică faptul că toate cele trei praguri au scăzut de la 1 până la 10kHz, peste care cresc din nou. Frecvența purtătoare de stimulare motorie cea mai eficientă, cu cea mai mică stimulare senzorială și cea mai mică durere, a fost la 10kHz, care a fost, prin urmare, sugerată ca fiind preferabilă în cazul în care activitatea musculară este prioritară, cu un disconfort minim. Toată stimularea a fost „în rafală” la 50Hz (ca și în cazul stimulării bazate pe RStim).

Se raportează o extindere a acestei lucrări (Ward și Robertson, 1998) în care a fost luată în considerare frecvența purtătoare care a generat cel mai mare cuplu (interval de la 1 la 15kHz, toate în rafală la 50Hz). În timp ce s-a stabilit că purtătoarea de 10 kHz a generat contracția musculară însoțită de cel mai mic disconfort, această lucrare a arătat că utilizarea unei purtătoare de 1 kHz a dus la cel mai mare cuplu și că purtătoarele de 2 – 4 kHz au fost probabil cel mai bun compromis între cuplul ridicat și disconfort. Această lucrare a fost rafinată în continuare (Ward și Robertson, 2001) atunci când au fost comparate diferite stimulări și, printre altele, a confirmat că frecvențele purtătoare mai mari de 10 kHz nu sunt utile în reabilitarea clinică.

Articolul lui Ward et al. (2006) a comparat cuplul și disconfortul cu 4 tipuri diferite de stimulare – dintre care 2 au fost de tip burst kHz la 50 Hz (RStim: 2500hz și Aussie Stim la 1000Hz). Ceilalți doi curenți au fost stimulări de tip NMES (unul cu o durată a impulsului de 200 microsec și un interval între impulsuri de 20ms, iar celălalt cu un impuls de 500 microsec și un interval între impulsuri de 20ms). Pe scurt, RStim a generat un cuplu mai mic decât celelalte trei moduri de stimulare. RStim și Aussie Stim au generat mai puțin disconfort decât modurile cu impulsuri NMES (monofazice). S-a sugerat că Aussie Stim a fost cel mai eficient atunci când au fost luate în considerare atât producția de cuplu, cât și disconfortul.

Articole mai recente din acest grajd au extins aceste concepte și dovezi mai departe. Lucrarea lui Ward și Oliver (2007) ia în considerare efectele hipoalgezice (pragul durerii la rece), comparând o stimulare de tip NMES la 50Hz și CA de 1kHz la 50Hz (Aussie Stim – numit acum mai corect BMAC). Ambele s-au dovedit a fi eficiente în creșterea pragului durerii la rece, deși nu a existat nicio diferență semnificativă între ele. Ward și Lucas (2007) au evaluat variațiile duratei exploziei cu stimularea de tip BMAC de 1 și 4kHz. Rafalele cu durată mai scurtă (2-4 msec) au părut a fi mai eficiente, iar autorii sugerează că acestea ar putea fi mai eficiente decât terapia interferențială sau stimularea rusă în practica clinică, deși acest lucru trebuie să fie confirmat prin studii clinice. Acest scenariu este evaluat într-o lucrare de sinteză și revizuire excelentă (Ward, 2009).

În ultimul rând, Ward et al. (2009) a comparat eficacitatea BMAC și TENS pentru efectele experimentale ale durerii la rece. Ambele au generat schimbări semnificative, deși nu au fost semnificativ diferite una de cealaltă. Cu toate acestea, autorii sugerează că, deoarece stimularea BMAC generează mai puțin disconfort decât TENS, ar putea exista un avantaj clinicpentru utilizarea sa. Lucrarea lui Ward și Chuen (2009) realizează o evaluare suplimentară a efectelor duratei exploziei cu BMAC, confirmând că exploziile de scurtă durată (1-4msec) par a fi cele mai eficiente. Se subliniază încă o dată faptul că această durată este mai scurtă decât duratele rafalele utilizate fie cu terapia interferențială, fie cu RStim și, prin urmare, BMAC ar trebui să fie luată în considerare ca opțiune clinică.

Rezumat

Diverse forme de stimulare electrică de „frecvență medie” (gama kHz) au fost susținute pentru efecte de stimulare motorie și, mai recent, pentru hipoalgezie. Stimularea rusă (la 2500Hz sau 2,5 kHz) s-a dovedit a fi eficientă în creșterea forței musculare și a generării de cuplu. Modificarea pentru a utiliza diferite frecvențe purtătoare a dus la o variantă – BMAC, care poate deveni mai utilă în mediul clinic, deoarece pare să fie atât mai eficientă, cât și să genereze mai puțin disconfort.

Background and Review Papers

Ward, A. R. și N. Shkuratova (2002). „Stimularea electrică rusă: primele experimente”. Physical Therapy 82(10): 1019-1030.

Ward, A. R. (2009). „Stimulare electrică cu ajutorul curentului alternativ de frecvență de kilohertzi”. Phys Ther 89(2): 181-190.

Selkowitz, D. M. (1989). „High frequency electrical stimulation in muscle strengthening: a review and discussion… the quadriceps femoris”. American Journal of Sports Medicine 17(1): 103-111.

Experimental Papers

Delitto, A. (2002). „”Stimularea electrică rusă”: punerea în perspectivă a acestei perspective”. Phys Ther 82(10): 1017-1018.

Delitto, A., M. Brown, M. J. Strube, S. J. Rose și R. C. Lehman (1989). „Stimularea electrică a cvadricepsului femural la un halterofil de elită: un experiment cu un singur subiect”. Int J Sports Med 10(3): 187-191.

Delitto, A., S. J. Rose, J. M. McKowen, R. C. Lehman, J. A. Thomas și R. A. Shively (1988). „Stimularea electrică față de exercițiile fizice voluntare în întărirea musculaturii coapsei după operația de ligament încrucișat anterior .” Phys Ther 68(5): 660-663.

Delitto, A., M. J. Strube, A. D. Shulman și S. D. Minor (1992). „A study of discomfort with electrical stimulation”. Phys Ther 72(6): 410-421.

Frei, T., R. Stauffer, et al. (1998). „Stimulare rusă .” Krankengymnastik: Zeitschrift fur Physiotherapeuten 50(2): 272-88.

Gauthier, J. M., R. Theriault, et al. (1992). „Modificări induse de stimularea electrică în enzimele musculare scheletice ale bărbaților și femeilor. Efectul variației modurilor de frecvență de rafală și purtătoare a stimulării electrice neuromusculare asupra percepției durerii la subiecții sănătoși

Gultekin, Z., A. K. Isler, et al. (2006). „Efectul stimulării electrice cu curent galvanic pulsat de înaltă tensiune și curenți ruși asupra acumulării de acid lactic: un studiu preliminar”. Fizyoterapi-Rehabil. 17(2): 89-94.

Holcomb, W. R., S. Golestani, et al. (2000). „O comparație a producerii cuplului de torsiune de extensie a genunchiului cu curent bifazic versus curent rusesc”. J-Sport-Rehabil. 9(3): 229-39.

Laufer, Y., J. D. Ries, P. M. Leininger și G. Alon (2001). „Cupluri musculare cvadriceps femoris și oboseală generate de stimularea electrică neuromusculară cu trei forme de undă diferite”. Physical Therapy 81(7): 1307-1316.

Linares, M., K. Escalante, et al. (2004). „Revizuirea bibliografică a curenților și parametrilor mai eficienți în electroestimularea cvadricepsului”. Fisioterapia 26(4): 235-44. (Spaniolă)

St Pierre, D., A. W. Taylor, M. Lavoie, W. Sellers și Y. M. Kots (1986). „Effects of 2500 Hz sinusoidal current on fiber area and strength of the quadriceps femoris”. J Sports Med Phys Fitness 26(1): 60-66.

Selkowitz, D. M. (1985). „Îmbunătățirea forței izometrice a mușchiului cvadriceps femural după antrenamentul cu stimulare electrică”. Phys-Ther. 65(2): 186-186.

Selkowitz, D. M., E. G. Rossman și S. Fitzpatrick (2009). „Efectul frecvenței purtătoare a curentului alternativ modulat în rafală asupra amplitudinii curentului necesar pentru a produce un cuplu de extensie a genunchiului cvadriceps femural stimulat electric și tolerat la maximum”. Am J Phys Med Rehabil 88(12): 973-978.

Snyder Mackler, L., A. Delitto, S. W. Stralka și S. L. Bailey (1994). „Utilizarea stimulării electrice pentru a spori recuperarea producției de forță a mușchiului cvadriceps femural la pacienții care urmează reconstrucția ligamentului încrucișat anterior”. Physical Therapy 74(10): 901-907.

Snyder-Mackler, L., A. Delitto, S. L. Bailey și S. W. Stralka (1995). „Forța mușchiului cvadriceps femural și recuperarea funcțională după reconstrucția ligamentului încrucișat anterior. Un studiu clinic prospectiv, randomizat al stimulării electrice”. J Bone Joint Surg Am 77(8): 1166-1173.

Snyder-Mackler, L., M. Garrett și M. Roberts (1989). „A comparison of torque generating capabilities of three different electrical stimulating currents”. J Orthop Sports Phys Ther 10(8): 297-301.

Stefanovska, A. și L. Vodovnik (1985). „Modificarea forței musculare în urma stimulării electrice. Dependența de forma de undă și frecvența de stimulare”. Scand J Rehabil Med 17(3): 141-146.

Stone, J. A. (1997). „Prevenire și reabilitare. Stimularea electrică „rusească”.” Athletic Therapy Today 2(3): 27.

Ward, A. R. și W. L. Chuen (2009). „Scăderea pragurilor senzoriale, motorii și a toleranței la durere cu durata exploziei folosind stimularea electrică cu curent alternativ de frecvență de kilohertz-frecvență: partea II”. Arch Phys Med Rehabil 90(9): 1619-1627.

Ward, A. R., S. Lucas-Toumbourou și B. McCarthy (2009). „A comparison of the analgesic efficacy of medium-frequency alternating current and TENS” (O comparație a eficacității analgezice a curentului alternativ de frecvență medie și a TENS). Physiotherapy 95(4): 280-288.

Ward, A. R. și W. G. Oliver (2007). „Compararea eficacității hipoalgezice a curenților de frecvență joasă și a curenților de frecvență kilohertz modulată în rafală”. Phys Ther 87(8): 1056-1063.

Ward, A. R., W. G. Oliver și D. Buccella (2006). „Producția de cuplu extensor al încheieturii mâinii și disconfort asociat cu curenți de joasă frecvență și curenți de frecvență kilohertz-modulată în rafală”. Physical Therapy 86(10): 1360-1367.

Ward, A. R. și V. J. Robertson (1998). „Praguri senzoriale, motorii și de durere pentru stimularea cu curent alternativ de frecvență medie”. Arch Phys Med Rehabil 79(3): 273-278.

Ward, A. R. și V. J. Robertson (1998). „Variația producției de cuplu în funcție de frecvență cu ajutorul curentului alternativ de frecvență medie”. Arch Phys Med Rehabil 79(11): 1399-1404.

Ward, A. R. și V. J. Robertson (2000). „Variația ratei de oboseală cu frecvența folosind curent alternativ de frecvență kHz”. Med Eng Phys 22(9): 637-646.

Ward, A. R., V. J. Robertson și H. Ioannou (2004). „The effect of duty cycle and frequency on muscle torque production using kilohertz frequency range alternating current”. Med Eng Phys 26(7): 569-579.

Ward, A. R., V. J. Robertson și R. J. Makowski (2002). „Frecvențe optime pentru stimularea electrică folosind curent alternativ de frecvență medie”. Arch Phys Med Rehabil 83(7): 1024-1027.

.