Efecto de las intervenciones de FES en la dinámica de la marcha en la población con accidente cerebrovascular

La hemiplejía con caída del pie asociada ocurre en el 50% de los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares y con frecuencia afecta la capacidad de caminar de un individuo. Se han desarrollado dispositivos neuroprotésicos basados ​​en estimulación eléctrica funcional (FES) para corregir el pie caído. La eficacia de estos dispositivos fue examinada inicialmente por Liberson el al. quien demostró que las estimulaciones eléctricas podrían ayudar a restaurar los movimientos funcionales en las extremidades paralizadas. Además de ayudar con el pie caído, estos dispositivos han mostrado mejoras significativas en variables biomecánicas como la velocidad al caminar, la distancia, la longitud de la zancada y el costo fisiológico para las personas con accidente cerebrovascular. Para comprender de manera integral el efecto de los estímulos eléctricos en la recuperación de la marcha, es fundamental analizar los aspectos dinámicos de la marcha y medir la variabilidad de la marcha durante la intervención de estimulación eléctrica funcional. En la investigación propuesta, determinaremos la 'simetría de la marcha' de la marcha asistida por FES utilizando ciclogramas bilaterales del tobillo y la rodilla durante un período de 6 meses. Este enfoque novedoso tendrá en cuenta la dinámica y la complejidad del equilibrio al medir las desviaciones de las articulaciones de una línea de simetría en cada instancia del ciclo de la marcha y proporcionará una mejor medida de la simetría de la marcha. La utilización de esta medida de resultado nos permitirá comprender el papel de la estimulación eléctrica en el tobillo y cómo este efecto se traduce en las articulaciones de la rodilla y la cadera al caminar. Los cambios en los electromiogramas de superficie (EMG) de grupos musculares selectivos demostrarán cómo la FES puede contribuir al reentrenamiento muscular después de un accidente cerebrovascular. Usaremos algoritmos avanzados de procesamiento de señales para eliminar el artefacto FES de la señal EMG a fin de analizar exhaustivamente el efecto de arrastre de la intervención FES. Finalmente, emplearemos el análisis de componentes principales (PCA), una técnica avanzada de extracción de datos para rastrear y cuantificar el proceso general de recuperación de la marcha de las personas con accidente cerebrovascular mediante algoritmos de clasificación de patrones. La medida de simetría de la marcha y los EMG se clasificarán estadísticamente para ver su clara separación al inicio y en intervalos de 6 meses. Esta clasificación nos permitirá identificar a los individuos que respondieron mejor a la intervención. Esta información es crítica y permitirá a los investigadores y médicos reestrategiar el proceso de rehabilitación. Tal evaluación científica proporcionará la base para un mayor desarrollo e implementación de dispositivos o tecnologías FES, apoyando así el objetivo fundamental del NINDS de traducir los descubrimientos básicos y clínicos en mejores formas de tratar los trastornos neurológicos.