The Immediate Effects of Ankle Dorsiflexor Electrical Stimulation on Gait in Patients with Chronic Hemiplegia
The Immediate Effects of Ankle Dorsiflexor Electrical Stimulation on Gait in Patients with Chronic Hemiplegia
Keywords:
การกระตุ้นการกระดกข้อเท้าด้วยไฟฟ้า, อัตราเร็วการเดิน, ระยะก้าว, อัมพาตครึ่งซีกระยะเรื้อรัง, โรคหลอดเลือดสมองAbstract
วัตถุประสงค์: เพื่อศึกษาผลทันทีของการกระตุ้นการกระดกข้อเท้าด้วยไฟฟ้า (ankle dorsiflexor electrical stimulation, ADES) ต่ออัตราเร็วการเดิน ระยะก้าว ดัชนีการใช้พลังงานทางกาย (physiological cost index, PCI) และองศาการกระดกข้อเท้าในช่วงส้นเท้าสัมผัสพื้น (degree of ankle dorsiflexion at heel strike, DADH) ในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองที่มีอัมพาตครึ่งซีกและภาวะเท้าตกระยะเรื้อรัง
รูปแบบการวิจัย: การวิจัยกึ่งทดลองแบบศึกษาไขว้กลุ่ม
สถานที่ทำการวิจัย: มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง จังหวัดเชียงราย
กลุ่มประชากร: อาสาสมัครโรคหลอดเลือดสมองที่มีอัมพาตครึ่งซีกและภาวะเท้าตกระยะเรื้อรังจำนวน 14 คน
วิธีการศึกษา: สุ่มอาสาสมัครเป็นสองกลุ่ม กลุ่ม A ได้รับ ADES ก่อน เว้น 2 วัน แล้วจึงทดสอบโดยไม่ได้รับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า (non-ADES) ส่วนกลุ่ม B เริ่มจาก non-ADES แล้วตามด้วย ADES กรณี ADES ติดขั้วกระตุ้นบนผิวหนังบริเวณเหนือต่อเส้นประสาท common peroneal และติดขั้วอ้างอิงที่กล้ามเนื้อ vastus medialis ทั้งสองกรณีถูกทดสอบด้วยการเดินระยะทาง 10 เมตร วัดตัวแปรการเดิน วัดอัตราหัวใจเต้นเพื่อคำนวณค่า PCI บันทึกวิดิทัศน์การเดินและวิเคราะห์ภาพเคลื่อนไหวด้วยโปรแกรม Kinovia เพื่อวัด DADH วิเคราะห์ทางสถิติเปรียบเทียบข้อมูลระหว่าง ADES และ non-ADES ด้วย paired t-test และ Wilcoxon signed ranks test
ผลการศึกษา: เมื่อเปรียบเทียบระหว่าง ADES และ non-ADES อัตราเร็วการเดิน มีค่ามัธยฐาน (พิสัยควอไทล์) เท่ากับ 0.43 (0.89) และ 0.39 (0.78) เมตรต่อวินาที, ส่วนค่าเฉลี่ย (ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน) ของระยะก้าวเท่ากับ 50.28 (2.13) และ 45.00 (2.00) ซม., ค่าดัชนีการใช้พลังงานทางกาย เท่ากับ 0.94 (0.86) และ 3.51 (2.34) ครั้งต่อเมตร และองศาการกระดกข้อเท้าช่วงส้นเท้าสัมผัสพื้นเท่ากับ 122.57 (12.79) และ 130.14 (12.02) องศา ตามลำดับ โดยตัวแปรทุกตัวมีความแตกต่างกันระหว่าง ADES กับ non-ADES อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p <0.05)
สรุป: การกระตุ้นการกระดกข้อเท้าด้วยไฟฟ้าให้กับผู้ป่วยอัมพาตครึ่งซีกและเท้าตกระยะเรื้อรังเกิดผลทันทีโดยเพิ่มอัตราเร็วการเดิน เพิ่มระยะก้าว เพิ่มองศาการกระดกข้อเท้าในช่วงส้นเท้าสัมผัสพื้นและลดดัชนีการใช้พลังงานทางกาย
References
2. Strategy and Planning Division Ministry of Public Health. Statistical Thailand 2017. [Internet]. [cited 2018 May 18]. Available from: http://bps.moph.go.th/new_bps/sites/default/files/health%20stratistic%202560.pdf.
3. National statistical office ministry of international and communication technology. The 2012 disability survey. [Internet]. [cited 2018 May 18]. Available from: https://www.m-society.go.th/article_attach/11453/15770.pdf.
4. Demaille-Wlodyka S, Donze C, Givron P, Gallien P. Self care programs and multiple sclerosis: physical therapeutics treatment. Ann Phys Rehabil Med. 54:109-28.
5. Tan Z, Liu H, Yan T, Jin D, He X, Zheng X, et al. The effectiveness of functional electrical stimulation based on a normal gait pattern on subjects with early stroke: a randomized controlled trial. Biomed Res Int. 2014;2014:545408. doi: 10.1155/2014/545408. Epub 2014 Jul 10.
6. Chung Y, Kim J, Cha Y, Hwang S. Therapeutic effect of functional electrical stimulationtriggered gait training corresponding gait cycle for stroke. Gait Posture. 2014;40:471-5.
7. Cho M, Kim J, Chung Y, Hwang S. Treadmill gait training combined with functional electrical stimulation on hip abductor and ankle dorsiflexor muscles for chronic hemiparesis. Gait Posture. 2015;42:73-8.
8. Chayaratanasin P, Vongpipatana S,Chira-Adisai W. Comparison of gait pattern during walking with and without functional electrical stimulation “DearndeeTM” in stroke patients with foot drop: a pilot study. J Thai Rehabil Med. 2015;25:53-9.
9. Bosch P, Harris J, Wing K. Clinical management review: review of therapeutic electrical stimulation for dorsiflexion assist and orthotic substitution from the American congress of rehabilitation medicine stroke movement interventions subcommittee. Arch Phys Med Rehabil. 2014;95:390-6.
10. Embrey D, Holtz S, Alon G, Brandsma B, McCoy S. Functional electrical stimulation to dorsiflexors and plantar flexors during gait to improve walking in adults with chronic hemiplegia. Arch Phys Med Rehabil. 2010;91:687-96.
11. Springer S, Vatine J, Wolf A, Laufer Y. The effects of dual-channel functional electrical stimulation on stance phase sagittal kinematics in patients with hemiparesis. J Electromyogr Kinesiol. 2012;23:476-82.
12. Beyaert C, Vasa R, Frykberg G. Gait post-stroke: pathophysiology and rehabilitation strategies. Neurophysiol Clin. 2015;45:335-55.
13. Roby-Brami A, Fuchs S, Mokhtari M. Reaching and grasping strategies in hemiparetic patients. Motor Control. 1997;1:72-91.
14. Stein DG. Brain injury and theories of recovery. In: Goldstein LB, editor. Restorative neurology: advances in pharmacotherapy for recovery after stroke. Amonk, NY: Futura Publishing; 1988.
15. Sabut SK, Lenka P, Kumar R, Mahadevappa M. Effect of functional electrical stimulation on the effort and walking speed, surface electromyography activity, and metabolic responses in stroke subjects. J Electromyogr Kinesiol. 2010;20:1170-7.
16. Dobkin BH. Short-distance walking speed and timed walking distance: redundant measures for clinical trials. Neurology. 2006;66:584-6.
17. McCrimmon CM, King CE, Wang PT, Cramer SC, Nenadic Z, Do AH. Brain-controlled functional electrical stimulation therapy for gait rehabilitation after stroke: a safety study. J Neuroeng Rehabil. 2015;12:57.
18. van der Linden ML, Hooper JE, Cowan P, Weller BB, Mercer TH. Habitual functional electrical stimulation therapy improves gait kinematics and walking performance, but not patient-reported functional outcomes of people with multiple sclerosis who present with foot drop. PLoS One. 2014;9(8): e103368. doi: 10.1371/journal.pone.0103368.
19. Collins DF. Central contributions to contractions evoked by tetanic neuromuscular electrical stimulation. Exerc Sport Sci Rev. 2007;35:102–9.
20. Chae J. Neuromuscular electrical stimulation for motor relearning in hemiparesis. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2003;S93–109.
21. Sabut S, Sikdar C, Kumar R, Mahadevappa M. Functional electrical stimulation of dorsiflexor muscle: effects on dorsiflexor strength, plantarflexor spasticity, and motor recovery in stroke patients. NeuroRehabilitation. 2011;29:393-400.
22. Burridge JH, McLellen DL. Relation between abnormal patterns of muscle activation and response to common peroneal nerve stimulation in hemiplegia. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2000;63:353-61.
23. Thomas SS, Moore C, Kelp-Lenane C, Norris C. Simulated gait patterns: the resulting effects on gait parameters, dynamic electromyography, joint moments and physiological cost index. Gait Posture. 1996;4:100-7.
24. Fredrickson E, Ruff RL, Daly JJ. Physiological Cost Index as a Proxy Measure for the Oxygen Cost of Gait in Stroke Patients. Neurorehabil Neural Repair. 2007; 21:429-34.
25. Burridge J, Taylor P, Hagan S, Swain I. Experience of clinical use of the Odstock dropped foot stimulator. Artif Organs. 1997;21:254-60.
26. Burridge JH, Taylor PN, Hagan SA, Wood DE, Swain ID. The effects of common peroneal stimulation on the effort and speedof walking: a randomized controlled trial with chronic hemiplegic patients. Clin Rehabil. 1997;11:201-210.
27. Taylor PN, Burridge JH, Dunkerley AL, Wood DE, Norton JA, Singleton C. et al. Clinical use of the Odstock dropped foot stimulator: its effect on the speed andeffort of walking. Arch Phys Med Rehabil. 1999;80:1577-83.
28. Sabut SK, Sikda C, Mondal R, Kumar R, Mahadevappa M. Restoration of gait and motor recovery by functional electrical stimulation therapy in persons with stroke. Disabil Rehabil. 2010;32:1594-603.
29. Mosely A, Wales A, Herbert R, Schurr K, Moore S. Observation and analysis of hemiplegic gait: stance phase. Aust J Physiother. 1993;39:259-67.
30. Moore S, Schurr K,Wales A, Moseley A, Herbert R. Observation and analysis of hemiplegic gait: swing phase. Aust J Physiother. 1993;39:271-8.
31. Kerrigan DC, Karvosky ME, Riley PO. Spastic paretic stiff legged gait: joint kinetics. Am J Phys Med Rehabil. 2001;80:244-9.
32. Potempa K, Lopez M, Braun LT, Szidon JP, Fogg L, Tincknell T. Physiological outcomes of aerobic exercise training in hemiparetic stroke patients. Stroke. 1995;26:101-5.
33. Winchester P, Carollo JJ, Habasevich R. Physiologic costs of reciprocal gait in FES assisted walking. Paraplegia. 1994;32:680-6.
34. Nene AV. Physiological cost index of walking in able-bodied adolescents and adults. Clin Rehabil. 1993;7:319-26.
35. Mossberg KA. Reliability of a timed walk test in persons with acquired brain injury. Am JPhys Med Rehabil. 2003;82:385-90.
36. Kumnoonsup S, Buntragulpoontawee M, Kovindha A. Effectiveness of functional electrical stimulator (FES-Dearndee™) on physiological cost index in subacute stroke patients with foot drop: a pilot study. J Thai Rehabil Med. 2015;25:87-94.
