Wirkung von NMES auf Gleichgewicht und Sturzrisiko bei chronischem Schlaganfall (NMES)

Die Funktionsbeeinträchtigung nach einem Schlaganfall umfasst häufig eine verlangsamte Ganggeschwindigkeit und ein erhöhtes Sturzrisiko, das auf einen Fallfuß (die Unfähigkeit, den Knöchel während der Schwungphase des Gangs zu beugen) und eine Muskelschwäche der unteren Extremitäten zurückzuführen ist. Schäden im motorischen Cortex oder Corticospinaltrakt führen häufig zu einer signifikanten, anhaltenden distalen Muskelschwäche, einschließlich der sensomotorischen Kontrolle des Sprunggelenks, typischerweise aufgrund einer Kombination aus Schwäche der agonistischen Fußhebermuskeln und Spastik des antagonistischen Plantarflexormuskels. Dies führt zu einem langsameren und anormalen Gang, der zu Gangkompensationsstrategien wie Hüftrucken, übermäßiger Zirkumduktion während des Gangs, verringerter Fußfreiheit und hohem Energieverbrauch führt, alles Faktoren, die das Sturzrisiko bei Personen mit Schlaganfall erhöhen können.

Die funktionelle Elektrostimulation (FES) entspricht dem Anlegen eines elektrischen Feldes an die Motoneuronen eines Muskels, um eine künstliche, unwillkürliche Kontraktion auszulösen, um eine funktionelle Bewegung auszuführen. Zahlreiche Vorteile von FES wurden in der gesamten Literatur berichtet, wie unter anderem eine erhöhte Muskelmasse, eine erhöhte Knochenmineraldichte und verbesserte kardiovaskuläre Parameter. Frühere Studien, in denen Autoren die Wirkung von FES auf Personen mit Schlaganfall bewerteten, haben gezeigt, dass der Nervus peroneus communis den Musculus tibialis anterior stimuliert, um während der Schwungphase des Gangzyklus eine Dorsalflexion des Fußes zu erzeugen, und den Fußabfall reduziert, indem er eine erhöhte freiwillige Muskelaktivität ermöglicht, was zusammen verbessert die Qualität und Symmetrie des Gangs. Darüber hinaus zeigten andere Studien, dass FES die Gehgeschwindigkeit und den Energieverbrauch bei Personen mit Schlaganfall verbessert.

In den letzten Jahren wurden FES-Systeme als neuroprothetische Geräte bei rehabilitativen Eingriffen wie dem Gangtraining eingesetzt. Stimulatorauslöser, die zur Steuerung der Stimulationsabgabe implementiert sind, reichen von Steuerungen mit offenem Regelkreis bis zu Reglern mit geschlossenem Regelkreis.12 Finite-State-Controller lösen Stimulatoren aus, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, und verwenden voreingestellte Stimulationssequenzen. So liefern tragbare Sensoren den notwendigen Input, um Gangphasen beim Gehen zu unterscheiden und die Stimulation bestimmter Muskeln auszulösen.13 Diese Technologie wurde weitgehend zur Verbesserung der Gangparameter bei Schlaganfallpatienten eingesetzt, es wurde jedoch nicht gut beschrieben, wie diese Technologie Schlaganfallpatienten beim Verlust des Gleichgewichts oder während des reaktiven Gleichgewichts helfen könnte.

Andererseits deutet die Literatur darauf hin, dass eine direkte transkortikale Schleife die Anfangsphase der posturalen Reaktionen auf äußere Störungen nicht auslöst, aber es scheint wahrscheinlich, dass die Großhirnrinde an den späteren Phasen der reaktiven Reaktion beteiligt wird.14 Angesichts der Tatsache, dass die posturale Reaktion viele hundert Millisekunden dauert, kann es also sein, dass die Schaltkreise des Hirnstamms oder des Rückenmarks eine Reaktion initiieren und die Reaktion dann in späteren Phasen durch kortikale Schaltkreise modifiziert wird.15 In diesem Zusammenhang wurde die Auswirkung der peripheren Stimulation auf die Muskeln, die an der Reaktion auf eine unerwartete externe Störung beteiligt sind, auf die Erholungsleistung noch nicht beschrieben.

Dieses Projekt zielt darauf ab zu beschreiben, ob ein bestimmtes Muster der Muskelstimulation der unteren Extremitäten die Erholungsreaktion nach einer unerwarteten Störung in Form eines Ausrutschens und/oder Stolperns bei Personen mit Schlaganfall verändern könnte. Außerdem zielt dieses Projekt darauf ab, zu untersuchen, ob ein spezifisches Muster der Muskelstimulation der unteren Extremitäten, das durch FES bereitgestellt wird, kinematische und räumlich-zeitliche Gangparameter während eines standardisierten Gehtests unter verschiedenen sensorischen Bedingungen verändern kann.