Gymnastik- och idrottshögskolan, GIH

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.

Background

Spinal cord injury (SCI) results in a complete or partial loss of motor and/or sensory function below the injury level. An SCI causes extensive functional impairment compelling many persons to wheelchair usage. Maintaining an adequate strength and control of trunk and shoulder muscles becomes essential, as the majority of every day tasks will be performed in a sitting position. Moreover, physical exercise is crucial to avoid risks connected with a sedentary life-style. Therefore, it becomes important to find suitable, effective, and attractive physical activities to retain and even improve motor functions achieved during rehabilitation. Ideally, such a training activity should be versatile and have the potential to improve several capacities beneficial to everyday life and thereby increase the independence of persons with SCI. Kayak paddling appears to fulfil several of the criteria for such an activity.

Objectives

The overall aims were to see if, and to what extent, a period of training on a modified kayak ergometer could influence functional performance as well as specific qualities, such as, shoulder muscle strength and sitting balance control in a group of postrehabilitated persons with thoracic SCI. An additional aim was to understand more about the availability of the trunk muscles in a person with a clinically complete thoracic SCI and how the trunk muscles are used to maintain upright sitting in response to balance perturbations.

Methods

Ten adult post-rehabilitated persons with thoracic SCI performed 30 sessions of kayak ergometer training for a 10-week period, with progressivel increased intensity and balance demand in the medio-lateral direction. Pre- and post-training measurements included performance in functional wheelchair tests, maximal voluntary shoulder muscle strength, and trunk stability in response to support-surface translations. Electromyographic (EMG) recordings from deep and superficial trunk muscles were obtained in a sub-sample of two subjects, one with a high thoracic SCI and one able-bodied person.

Results

here were significant improvements with training in functional performance, shoulder muscle strength, and the ability to maintain an upright sitting posture in response to balance perturbations in the group of persons with SCI. The EMG results revealed that the person with a high thoracic SCI, clinically classified as complete, was still able to activate trunk muscles below the injury, both in maximal voluntary efforts and in response to balance perturbations, but the response pattern differed from that of the able-bodied.

Conclusions

The improvements in test-performance observed with the kayak ergometer training in the persons with SCI should enhance their capacity to master similar challenges in everyday life, which, in turn, might lead to a greater independence. The pilot data on muscle activation highlight the importance of including examination of trunk muscle function in persons with thoracic SCI in relation to injury classification, prognosis, and training prescription.