Performance and trainability in paraplegics

Anna Bjerkefors:
Avhandlingen "Performance and trainability in paraplegics - motor function, shoulder muscle strength and sitting balance before and after kayak ergometer training" för avläggande av medicine doktorsexamen vid Karolinska Institutet

Disputation fredag 8 december 2006, aulan GIH, kl. 13:00.  

Opponent: Jan Fridén, Sahlgrenska Universitetssjukhuset

Handledare: Alf Thorstensson, GIH

Läs avhandlingen

Avhandlingen går att beställa från författaren utan kostnad.

Sammanfattning  Avhandlingens omslag Anna Bjerkefors

Bakgrund  

Vid en ryggmärgsskada upphör helt eller delvis överföringen av nervsignaler i ryggmärgen, vilket medför motorisk och sensorisk funktionsnedsättning nedanför skadenivån. I Sverige skadas varje år cirka 150 personer så svårt att det leder till en ryggmärgsskada. Medelåldern vid skadetillfället är cirka 38 år, majoriteten är män (75-80 %) och den vanligaste orsaken är trafikolyckor, följd av fall- och dykolyckor.  

Ryggmärgsskador kan medföra tetraplegi eller paraplegi. Tetraplegi innebär att funktionsnedsättningen påverkar arm, bål och ben, medan paraplegi omfattar nedsatt funktion i enbart bål och ben. Skadan kan antingen vara komplett eller inkomplett, d.v.s. ha varierande grad av kvarvarande motorisk och/eller sensorisk funktion nedanför skadeområdet.  

Förutom att skadan påverkar känsel och muskelfunktion leder den till en rad andra problem, såsom blås- och tarmrubbning, smärta och spasticitet. Ett av målen med rehabiliteringen efter skada blir därför att minimera effekten av dessa problem. Det övergripande målet är att skapa förutsättningar för att varje individ får möjlighet att bli så självständig som möjlig. För personer som blivit rullstolsbrukare innebär det att optimera funktionen i bål och skuldror, eftersom merparten av vardagliga moment utförs i sittande. Andra viktiga fysiska faktorer är styrka, balans och uthållighet.  

Behovet av regelbunden fysisk aktivitet för att bibehålla och/eller förbättra funktioner uppnådda under rehabiliteringsperioden kvarstår hela livet. Genom att utveckla effektiva och attraktiva träningsmetoder kan utövandet av fysisk aktivitet stimuleras. Denna träning bör, förutom att förbättra nämnda prestationsvariabler, också vara skonsam mot axlar och armar, då upprepad ensidig belastning vid exempelvis förflyttningar och rullstolskörning har visat sig leda till ökad förekomst av skulderbesvär hos personer med kronisk ryggmärgsskada.  

Kajakpaddling bör vara en lämplig aktivitet för att möta ovanstående krav. De specifika rörelserna som man utför vid kajakpaddling påverkar en stor del av överkroppens muskulatur. Dessutom ställer paddlingen krav på balans, styrka och uthållighet. Kajakpaddling har också visat sig lämplig för personer med ryggmärgsskada och den kan utövas på liknande villkor som för icke-skadade personer.

Paddling i kajakergometer är ett alternativ till paddling på öppet vatten och gör träningen oberoende av utomhusklimatet (dock missas naturupplevelsen). Träning i kajakergometer har visat sig ställa liknade fysiologiska krav som paddling på öppet vatten. En uppenbar skillnad är dock att ergometern, till skillnad från kajaken, vilar på ett stabilt underlag. En del i projektet var därför att utveckla en justerbar balansmodul till ergometern, vilket ger möjlighet att reglera och kontrollera tröghetsmomentet och därmed balanskravet i sidled under paddlingen.    

Syfte

Det övergripande syftet med avhandlingsarbetet var att utvärdera om regelbunden träning på kajakergometer resulterar i överföringseffekter på förmågan att utföra funktionella vardagliga moment i rullstolen samt  specifika kvalitéer, såsom styrka i skuldermuskulaturen och bålstabilitet i sittande vid olika typer av balansstörningar, hos personer med ryggmärgsskada på bröstryggsnivå.  

Syftet var också att studera förmågan att aktivera bålmuskulaturen vid kliniskt komplett (not 1) ryggmärgskada på bröstryggsnivå och undersöka hur bålmuskulaturen används för att stabilisera överkroppen vid olika balansstörningar.   

Metod  

Tio personer deltog i träningsstudien, 7 män och 3 kvinnor. Samtliga hade en ryggmärgsskada på bröstryggsnivå (T 3-T 12), hade avslutat sin rehabiliteringsperiod och var rullstolsbrukare. Medelåldern för gruppen var 38 år (24-60 år) och antal år efter skadan varierade från 3 till 26 (medianvärde: 12 år).  

Under 10 veckor genomförde gruppen 30 träningspass på kajakergometer, som utrustats med den specialutvecklade modulen med reglerbart balanskrav i sidled. Intensiteten och balanskravet ökades successivt under träningsperioden.  

Före och efter träningsperioden utfördes mätningar av prestationsförmågan i funktionella tester, maximal styrka i skuldermuskulaturen (i isokinetisk dynamometer) och stabilitet i överkroppen (tredimensionellt röreseutslag i bålen, mätt med ett optoelektroniskt rörelseregistreringssystem) efter balansstörningar åstadkomna genom hastiga förflyttningar av underlaget.

Samtliga tester, förutom styrkemätningen, genomfördes i den egna rullstolen. Efter avslutad träningsperiod fick deltagarna skriftligt utvärdera upplevelsen av träningen med avseende på välbefinnande och funktionsförmåga i vardagliga moment.

I den påföljande fallstudien gjordes mätningar av muskelaktivitet  (via ytelektroder applicerade på huden och trådelektroder placerade i muskulaturen) i åtta bålmuskler, dels vid balansstörningar (som ovan), dels vid försök till maximala viljemässiga sammandragningar av respektive bålmuskel hos en person med ryggmärgsskada (vid bröstkota 3, kliniskt klassificerad som komplett) och en icke-skadad person.

Resultat  

Träningen i kajakergometer ledde till positiva överföringseffekter på prestationen i funktionella rullstolstester, exempelvis rullstolskörning i uppförsbacke, förflyttning från rullstol till hög brits och ”sit-and-reach” tester, d.v.s. i förmåga att nå så långt som möjligt framför kroppen utan att tappa balansen. 

Träningen förbättrade också specifika kvalitéer, som den maximala styrkan i skuldermusklerna och stabiliteten i överkroppen vid balansstörningar. Resultaten från fallstudien visade att personen med hög ryggmärgskada i bröstryggen, klassificerad kliniskt som komplett, kunde aktivera även den bålmuskulatur som innerveras nedanför skadenivån, både vid maximal viljemässig sammandragning och som svar på oförberedda balansstörningar. Däremot skiljde sig aktiveringsmönstret vid balansstörningarna från den icke-skadades.  

Slutsats

Baserat på resultaten från träningsstudien kan regelbunden paddling i kajakergometer rekommenderas som träningsform för personer med ryggmärgsskada på bröstryggsnivå. Träningen medförde att deltagarna kunde utföra svårare funktionella moment i rullstolen, vilket i sin tur kan leda till ökad självständighet i det dagliga livet.

Kajakergometerträningen orsakade heller ingen skuldersmärta eller medförde några andra belastningsrelaterade problem. Deltagarna var också positiva till träningsformen och uppgav att de kände ett ökat välbefinnande efter avslutad träningsperiod.

Den påvisade förmågan hos en person med hög ryggmärgsskada i bröstryggen att aktivera sina bukmuskler, pekar på vikten av att inkludera bålmuskulaturen vid klassificering av motorisk funktion och skadenivå. Härigenom ges också en bättre bas för diagnos, prognos och träningsrekommendation.  

Nyckelord

Balans, elektromyografi, hållning, kinematik, kraftmoment, motoriska färdigheter, muskelstyrka, paraplegi, ryggmärgsskada, rullstol, skulderled, träning.     

1)  I kliniken används ett internationellt framtaget testinstrument (International Standard of Neurological Classification of Spinal Cord Injury, Marino et al. 2003) för klassificering av graden av sensorisk och motorisk funktionsnedsättning efter en ryggmärgsskada samt bedömning av den neurologiska nivån på skadan.  Test av känseln sker på 28 nyckelpunkter på armar, ben och bål medan den motoriska funktionen bedöms enbart i armar och ben. Den lägsta nivån med normal sensorik och motorik fastställer den neurologiska skadenivån. Eftersom bedömning av bålmuskulaturen saknas, blir den neurologiska skadenivån på bröstryggen klassificerad enbart efter den sensoriska nivån.

Adress till denna sida: www.gih.se/disputationAB