En potentiel bærbar til genoptræning efter slagtilfælde

Slagtilfælde er en af ​​de førende årsager til langvarig voksenhandicap på verdensplan. Den nedsatte evne til at gå efter slagtilfælde begrænser i høj grad mobiliteten og livskvaliteten. Mange nyligt udviklede hjælpeteknologier til gangrehabilitering er på nuværende tidspunkt kun marginalt bedre i bedste fald end traditionelle terapier i deres effektivitet. Der er et presserende behov for nye, klinisk levedygtige og effektive gangrehabiliterende strategier, der kan give endnu bedre funktionelt resultat for slagtilfældeoverlevere med forskellige præsentationer.

Blandt de mange nye interventioner efter slagtilfælde er funktionel elektrisk stimulering (FES) af muskler fortsat attraktiv. FES er en neural-rehabiliterende teknologi, der kommunikerer kontrolsignaler fra en ekstern enhed til det neuromuskulære system. Der er en stigende erkendelse af, at rehabiliteringsparadigmer bør fremme restitution af patientens muskelkoordination mod det normale mønster under træning, og FES kan nå dette mål, når stimuleringer påføres det muskelsæt, hvis naturlige koordination er svækket. Af denne grund er FES en meget lovende interventionsstrategi. Eksisterende FES-paradigmer har imidlertid givet tvetydige resultater i tidligere kliniske forsøg, især dem for kroniske overlevende, sandsynligvis fordi enten stimuleringer kun blev anvendt på enkelte eller nogle få muskler, eller at stimulationsmønsteret ikke efterlignede det naturlige muskelkoordinationsmønster under gang. En multi-muskel FES, når den påføres et større funktionelt sæt af muskler og drives af deres naturlige koordinationsmønster, kan guide muskelaktiveringer mod det normale mønster gennem neuroplasticitet og dermed genoprette svækkelse på niveauet med muskelaktiveringsunderskud.

Det første mål med vores projekt er at bruge en 10-kanals FES-bærbar til at levere multi-muskel FES til muskler i underekstremiteterne. Deltagerne vil forsøge at rehabilitere gangarten for overlevende af kronisk slagtilfælde over 12 træningssessioner ved at levere stimuleringer til flere muskler i deres naturlige koordinationsmønster ved hjælp af vores wearable. Som sådan vil deltagerne bruge teorien om muskelsynergi fra motorisk neurovidenskab til at guide vores personaliserbare valg af muskler til FES. Muskelsynergier er hypotese om neurale moduler af motorisk kontrol, der koordinerer de spatiotemporale aktiveringsmønstre for flere muskler. Vores tilpassede FES-mønster for hver slagtilfældeoverlever vil blive konstrueret baseret på de normale muskelsynergier, der er fraværende i slagtilfældeoverleverens muskelmønster under gang. Da muskelsynergier repræsenterer de naturlige motoriske kontrolenheder, der bruges af nervesystemet, bør forstærkning af deres aktiveringer gennem FES føre til genoprettelse af normal neuromuskulær koordination, og dermed mere naturlig gang efter træning.

Vores andet mål er at evaluere effektiviteten af ​​vores FES-paradigme ved at vurdere gang-muskel-synergierne i de paretiske og ikke-paretiske ben hos de trænede slagtilfælde-overlevere før, efter og 1 måned efter vores intervention. Ved at gøre det håber deltagerne at undersøge, om muskelsynergi i underekstremiteterne kan være en fysiologisk baseret markør for motorisk svækkelse for slagtilfældeoverlevere.

Hvis vores muskel-synergi-baserede multi-muskel FES faktisk er effektiv, vil vores strategi hjælpe mange handicappede kroniske slagtilfælde overlevende til at genvinde mobilitet og dermed leve med en meget højere livskvalitet i de kommende årtier. Den kliniske og samfundsmæssige effekt af vores forskning vil være enorm.