Sistema innovador de control de estimulación eléctrica funcional de circuito cerrado para aumentar la marcha posterior al accidente cerebrovascular

La estimulación eléctrica funcional (FES) es una herramienta de rehabilitación común que incorpora la estimulación eléctrica cronometrada con una tarea funcional para aumentar la función del músculo parético en personas con neuropatologías como el accidente cerebrovascular y la lesión de la médula espinal. El rigor de investigaciones anteriores ha establecido la seguridad, así como los efectos neuro-prostésicos y terapéuticos de los sistemas FES para estar de pie, caminar y agarrar. El accidente cerebrovascular es la principal causa de discapacidad, y los pies es un déficit de marcha de la marcha posterior al accidente cerebrovascular, lo que lleva a una dorsiflexión insuficiente del tobillo durante la fase de balanceo de la marcha y contribuye a una movilidad reducida. Los sistemas FES que corrigen los pies para mejorar la función de la marcha y reducir el riesgo de caída están ganando popularidad, con sistemas comerciales como mejorar el potencial de traducción. A pesar de su prometedor valor funcional, accesibilidad y efectos positivos de neuroplasticidad, los sistemas FES actuales tienen algunas limitaciones fundamentales, que limitan su prescripción clínica.

El objetivo de este proyecto es superar dos limitaciones principales y brechas técnicas en los FE: inicio rápido de fatiga muscular durante los FE y la falta de control sofisticado de circuito cerrado de la intensidad del FES. La mayoría de los sistemas FES existentes no modulan automáticamente la intensidad de la estimulación en respuesta a la fatiga muscular, y pueden sobreestimular los músculos si se fija la estimulación (bucle abierto) o se utiliza una estrategia de estimulación basada en retroalimentación pura para controlar la intensidad del FES. Para abordar esta limitación, los investigadores tienen como objetivo desarrollar y probar clínicamente FES para mejorar la marcha del accidente cerebrovascular utilizando sistemas de control FES basados ​​en datos.

Pootdrop es un déficit de marcha posterior a la marcha posterior al accidente cerebrovascular, lo que lleva a una dorsiflexión de tobillo insuficiente durante la fase de oscilación de la marcha y reduce la movilidad funcional. Los FES, que es una aplicación externa de estimulación para generar contracciones musculares durante una tarea motor funcional, puede lograr las demandas de la fuerza muscular durante la posición y la caminata, y ayudar a las personas con accidente cerebrovascular y lesiones de la médula espinal a recuperar la movilidad. Los FE para la corrección de los fútbol es una de las aplicaciones de la marcha más populares de FES, que se ha demostrado que mejora la movilidad y reduce las caídas.

Aunque FES tiene efectos positivos en la función de caminar, provoca contracciones musculares activas y mejora la excitabilidad corticomotora, FES no se usa tan comúnmente como los ortóticos pasivos. La mayoría de los sistemas FES actuales incorporan sensores de movimiento para controlar el momento de los FE durante el ciclo de la marcha (fase de oscilación parética de la pierna). Sin embargo, ninguno de estos sistemas proporciona un control automático de circuito cerrado de la intensidad de FES, por lo que se puede administrar una estimulación óptima para cada paso, evitando la sobreestimulación, la reducción de la fatiga y el mantenimiento del rendimiento muscular óptimo para una mayor cantidad de pasos. Además, el inicio rápido de la fatiga muscular durante los FE es causada por el reclutamiento sincrónico, no selectivo y repetido de fibras musculares en gran medida fatigables.

Los investigadores implementarán un innovador controlador predictivo de modelos (MPC) combinado con comentarios basados ​​en ultrasonido en tiempo real para ofrecer intensidades óptimas de FES y minimizar la fatiga.