Clinical assessment of spasticity in individuals with spinal cord injury

OBJECTIVE: To evaluate the effect of neuromuscular electrical stimulation on spasticity in patients with spinal cord injury. METHODS: The study included eleven subjects with spinal cord injuries (C4 to T5). The modified Ashworth scale and pendulum test, which is accomplished through the Pendular Test Device - PTD (equipment which has a quartz crystal transducer accelerometer and optic fiber flexible electrogoniometer measuring the tensions and angular displacements). Patients underwent neuromuscular electrical stimulation (NMES) to the quadriceps muscle from fibular nerve, and the tests were administered before and after therapy. RESULTS: The data show a decrease in spasticity after NMES, with features such as increasead variation between maximum and minimum peaks, i.e. increased amplitude of the curves. Furthermore, data from the subjective scale, and modified Ashworth scale after neuromuscular electrical stimulation also showed a reduction in the values of spasticity. CONCLUSION: The data suggest that NMES is effective in reducing spasticity immediately after completion. Level of Evidence II, Therapeutic Studies-Investigating the Results of Treatment.OBJETIVO: Avaliar o efeito da estimulação elétrica neuromuscular na espasticidade nos pacientes com lesão medular. MÉTODOS: Participaram do estudo onze sujeitos lesados medulares (C4 a T5). Foram utilizados para esta avaliação a escala modificada de Ashworth e o teste pendular, que foi realizado através do Dispositivo de Teste Pendular - DTP (o equipamento possui um acelerômetro de transdutores de cristais de quartzo e eletrogoniômetro de fibra óptica flexível que mede as tensões e os deslocamentos angulares). Os pacientes realizaram estimulação elétrica neuromuscular (EENM) nos músculos quadríceps e nervo fibular, sendo que os testes foram aplicados antes e após o procedimento. RESULTADOS: Os dados mostram uma diminuição da espasticidade após a EENM, com características tais como um aumento na variação entre o pico máximo e o mínimo, ou seja, aumento da amplitude das curvas. Além disso, os dados da escala subjetiva, e escala modificada de Ashworth, após a estimulação elétrica neuromuscular também apresentaram uma redução nos valores da espasticidade. CONCLUSÃO: Os dados sugerem que a EENM é eficaz para reduzir a espasticidade imediatamente após a sua realização. Nível de Evidência II, Estudos Terapêuticos -Investigação dos Resultados do Tratamento.31031

Skin temperature map, poikilothermia effect and skin temperature verification after protocol with neuromuscular electric stimulation in individuals with spinal cord injury

Orientador: Alberto Cliquet JuniorTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: A regulação autonôma da temperatura corporal (Tc) torna-se ineficiente em lesados medulares (LM). A temperatura da pele (Tpele) sofre influência do fluxo sanguíneo da pele, da microcirculação e da temperatura ambiente. Em função disso, nossa pesquisa visou três objetivos: a) elaboração de mapas da Tpele pelos dermátomos (C2 a S2) em LM e controle; b) verificação da existência e grau de pecilotermia em LM; c) aplicação da estimulação elétrica (EENM) em LM e o estudo da variação da Tpele. O dispositivo utilizado para as medidas da Tpele foi o termômetro infravermelho (TI). Na 1ª etapa, 20 tetraplégicos, 21 paraplégicos e 11 controles foram expostos à temperatura ambiente de 24ºC. Na comparação entre os mapas obtivemos os seguintes resultados: diferenças significativas da Tpele nos dermátomos C3, C7, T2, T3, T8, T9, L1, L2, L4 e S2 para controle versus LM; C5, C6, C8, T1, T10, L3 e S1 para controle versus tetraplégicos; C5, C6, C7 e T5 para tetraplégicos versus paraplégicos. Quanto ao nível de lesão, apenas L5 e S1 do grupo paraplégico, apresentaram diferenças significativas. Na 2ª etapa, 13 tetraplégicos, 14 paraplégicos e 8 controles foram expostos a temperaturas ambientes de 24ºC e 20ºC. As medidas das Tpele na testa e nos dermátomos C2, L2, L3, L5 e S2 obedeceram ao seguinte protocolo: a) Baseline 24ºC; b) após 20 minutos em 20ºC - t1 e c) após 40 minutos em 20ºC - t2. Na comparação entre os grupos as diferenças significativas foram: testa, C2 e L3 entre controle versus tetraplégicos; L2 e S2 entre controle versus tetraplégicos e paraplégicos. Na testa e no dermátomo C2 a Tpele no grupo controle diminuiu nos primeiros 20 minutos e depois estabilizou até o final dos 40 minutos, o que não aconteceu com os grupos de tetraplegia e paraplegia que continuaram diminuindo. Nos demais dermátomos o comportamento foi similar em todos os grupos que continuaram diminuindo suas Tpele. Na 3ª etapa, 36 tetraplégicos e 36 paraplégicos foram submetidos ao protocolo da EENM. A estimulação foi aplicada nos músculos quadríceps (QDs), tibial anterior (TA). As temperaturas foram medidas na testa e nos dermátomos C2, C3, T4, T6, T10, L2, L3, L4 e L5 e sob os eletrodos utilizados. As avaliações seguiram as seguintes ordens: a) antes da EENM-linha de base; b) logo após a EENM - t0; c) 10 minutos após o término da EENM - t10 e d) após 20 minutos do término da EENM - t20. A Tpele aumentou nos dermátomos estimulados e sob os eletrodos utilizados, apresentando diferenças significativas na maioria dos dermátomos, nos três tempos analisados (t0, t10 e t20). Já os dermátomos L3, L4, C2, C3, T4, T6 e T10 diminuiram a Tpele nos oito subgrupos analisados. A elaboração do mapa de Tpele pode fornecer uma nova ferramenta para avaliar os LM na prática clínica e sua função autonômica em diferentes protocolos utilizados na reabilitação. O estudo da Tpele em temperatura ambiente mais baixa (20ºC) revelou que os LM são pecilotérmicos moderados e podem ter um intervalo de ajuste de temperatura. Quanto à aplicação de EENM em LM, concluímos que além de benefícios na restauração muscular e bem-estar, poderá contribuir para o estudo do mecanismo termorreguladorAbstract: Autonomic regulation of body temperature (Tc) is ineffective in individuals with spinal cord injured (SCI). The skin temperature (Tskin) is influenced by the skin's blood flow, microcirculation and ambient temperature. As a result, our research aimed at three objectives: a) elaboration maps of Tskin by dermatomes (C2 to S2) in SCI and able-bodied; b) verification of the existence and degree of poikilothermia in SCI; c) application of electrical stimulation (NMES) in SCI and the study of Tskin variation. The device used for measuring the Tskin was the infrared thermometer (IT). In the 1st stage, 20 tetraplegics, 21 paraplegics and 11 able-bodied were exposed to an ambient temperature of 24ºC. When comparing the maps, we obtained the following results: significant differences in the Tskin in dermatomes C3, C7, T2, T3, T8, T9, L1, L2, L4 and S2 for able-bodied versus SCI; C5, C6, C8, T1, T10, L3 and S1 for able-bodied versus tetraplegics; C5, C6, C7 and T5 for tetraplegics versus paraplegics. As for the level of injury, only L5 and S1 of the paraplegic group showed significant differences. In the 2nd stage, 13 tetraplegics, 14 paraplegics and 8 able-bodied were exposed to ambient temperatures of 24ºC and 20ºC. The measurements of the skin on the forehead and dermatomes C2, L2, L3, L5 and S2 followed the following protocol: a) Baseline 24ºC; b) after 20 minutes at 20ºC ¿ t1 and c) after 40 minutes at 20ºC - t2. Comparing between the groups, the significant differences were: forehead, C2 and L3 between control versus tetraplegics; L2 and S2 between control versus tetraplegics and paraplegics. On the forehead and on the C2 dermatome, the Tskin in the able-bodied group decreased in the first 20 minutes and then stabilized until the end of the 40 minutes, which did not happen with the tetraplegics and paraplegia groups that continued to decrease. In the other dermatomes, the behavior was similar in all groups that continued to decrease their Tskin. In the 3rd stage, 36 tetraplegics and 36 paraplegics were submitted to the NMES protocol. The stimulation was applied to the quadriceps (QDs), anterior tibialis (AT) muscles. Temperatures were measured on the forehead and C2, C3, T4, T6, T10, L2, L3, L4 and L5 dermatomes and under the electrodes used. The assessments followed the following orders: a) before the baseline NMES; b) right after NMES-t0; c) 10 minutes after the end of NMES-t10 and d) after 20 minutes the end of NMES-t20. Tskin increased in stimulated dermatomes and under the electrodes used, showing significant differences from Tskin in most dermatomes, in the three analyzed moments (t0, t10 and t20). Dermatomes L3, L4, C2, C3, T4, T6 and T10 decreased the Tskin in the eight subgroups analyzed. The elaboration of the Tskin map can provide a new tool to evaluate SCI in clinical practice and its autonomic function in different protocols used in rehabilitation. The study of Tskin at a lower ambient temperature (20ºC) revealed that the SCI are moderate poikilotermics and can have a temperature adjustment interval. As for the application of NMES in SCI, we conclude that in addition to benefits in muscle restoration and well-being, it may contribute to the study of the thermoregulatory mechanismDoutoradoFisiopatologia CirúrgicaDoutora em Ciências140215-2014-02016/50253-0CNPQFAPES

Clinical and functional analysis of spasticity before and after neuromuscular electrical stimulation and treadmill gait with NMES in spinal cord injury

Orientador: Alberto Cliquet JuniorDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: A lesão medular tem como uma de suas conseqüências a espasticidade, que está geralmente presente em lesões acima do último nível torácico (T12) e pode ser avaliada através de indicadores quantitativos e qualitativos. Na pesquisa, foram avaliados dois grupos, o da Estimulação Elétrica Neuromuscular (EENM), com dezesseis pacientes e o grupo da Marcha em Esteira com EENM com oito pacientes; todos com diagnóstico de paraplegia e tetraplegia com algum grau de espasticidade. Foram utilizadas para esta avaliação as escalas: modificada de Ashworth, a de espasmos musculares, a subjetiva da espasticidade e o teste pendular. Para aplicação do teste pendular foi utilizado o Dispositivo de Teste Pendular (DTP) - (equipamento que foi elaborado e construído especificamente para avaliar a espasticidade, que possui um acelerômetro de transdutores de cristais de quartzo e um eletrogoniômetro de fibra óptica flexível que medem as tensões e os deslocamentos angulares, respectivamente) do Laboratório de Biomecânica e Reabilitação do Aparelho Locomotor. Os pacientes do grupo da EENM realizaram EENM nos músculos quadríceps e nervo fibular, sendo que os testes foram aplicados antes e logo após o procedimento. O mesmo foi realizado para o grupo da Marcha em Esteira com EENM. Os dados mostraram uma diminuição da espasticidade nos dois grupos, representado no grupo da EENM por variações nos parâmetros F1Ang, F1 Amp, E1 Amp, Plat Amp e ERI e no parâmetro E1 Ang no grupo da marcha. O grupo da EENM onde foi subdividido (pacientes com e sem medicação) notamos uma diferença significativa no subgrupo sem medicação na maioria dos parâmetros avaliados. Já o subgrupo com medicação apenas os parâmetros On Ang e RI foram significativos. Além disso, os dados da escala subjetiva e da escala modificada de Ashworth, após a estimulação elétrica neuromuscular também apresentaram uma redução nos valores da espasticidade, sendo que no grupo da marcha em esteira apenas a escala subjetiva foi significativaAbstract: Spinal cord injury has as one of its consequences the spasticity, which is usually present in lesions above the last thoracic level (T12) and it can be assessed through quantitative and qualitative indicators. In the study it was evaluated two groups: Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) group with sixteen patients and the group of eight patients that performed treadmill gait with partial body weigth support and NMES, all of them were diagnosed with paraplegia or tetraplegia with some degree of spasticity. The following scales were used for assessment: Modified Ashworth Scale, Muscle Spasms Scale, Subjective Scale of Spasticity and the pendulum test. For application of the pendulum test it was used Pendular Test Device (PTD) was used, this equipment was designed and built specifically to evaluate spasticity, which has an accelerometer of quartz crystals transducer and a flexible fiber optic electrogoniometer to measure the acceleration and angular displacement, respectively. The patients in the NMES group performed NMES in the quadriceps muscle and fibular nerve, and the tests were applied before and after the procedure. The same was done for the treadmill gait with NMES group. The data showed a decrease in spasticity in both groups, represented in the NMES group by changes in the F1Ang, F1Amp, E1Amp, Plat Amp and ERI parameters of the PTD and the gait group also presented a change in the E1Ang. In the group NMES, which was divided (patients with and without drugs), it was noticed a significant difference in the subgroup without medication in most parameters. However, in the subgroup with medication only the OnAng and RI parameters were significant. In addition, data from the Subjective Scale of Spasticity and the Modified Ashworth Scale also showed a reduction in the values in the spasticity, and in the group of treadmill gait just a Subjective Scale of Spasticity was significantMestradoFisiopatologia CirúrgicaMestre em Ciência

Alternative scapular stabilization exercises to target strength, endurance and function of shoulders in tetraplegia: a prospective non-controlled intervention study

Scapular stabilization exercises (SSE) are well-established for the able-bodies. The aim of the current study is to access the potential benefits of SSE on isometric internal and external rotator strength, endurance and function of the shoulder in persons with tetraplegia, throughout a 12-week exercise program consisting of five resisted movements with elastic bands. Design: Prospective non-controlled intervention study. Setting/Participants/Interventions: A convenience sample of 17 subjects (age, 40.010.0 years old) with SCI was recruited from the University Hospital at the State University of Campinas (UNICAMP) from March 2015 to February 2016. They performed 5-resisted-SSE for 12 weeks, using Thera-band (R) elastic bands. Four evaluations were required: Baseline1, Baseline2, 6W and 12W. Outcome measures: The dependent variables were isometric internal and external rotation strength, flexion and abduction endurance and the Disabilities of the Arm, Shoulder and Hand (DASH) score. Results: Isometric external rotation strength and flexion endurance increased after SSE and were classified as "clinically relevant" using minimal importance difference (MID). Abduction endurance increased but it was classified as "not clinically relevant". DASH score reported no significant differences but it was classified as "potentially clinically relevant". Correlations were observed among time since injury and endurance improvements. Conclusion: This study demonstrated that specific training of the scapula muscles shows a benefit for shoulder strength, endurance and function of the shoulder in subjects with tetraplegia and should be part of the rehabilitation program. Besides, the SSE can be performed by subjects with tetraplegia themselves on a regular basis.4216576CNPQ - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPESP – Fundação de Amparo à Pesquisa Do Estado De São PauloSem informaçãoSem informaçã