Kotipohjainen FES-koulutus ihmisille, joilla on krooninen aivohalvaus (HomeFES)

TAUSTA/TIETEELLINEN PERUSTELU: Aivohalvauksen jälkeiseen toiminnalliseen heikkenemiseen sisältyy usein hidastunut kävelynopeus ja lisääntynyt putoamisriski, joka johtuu jalkojen putoamisesta (kyvyttömyys taivuttaa nilkkaa dorsifleksissä kävelyn heilahdusvaiheen aikana) ja alaraajojen lihasheikkoudesta. Motorisen aivokuoren tai kortikospinaalikanavan vaurio johtaa usein merkittävään, jatkuvaan distaaliseen lihasheikkouteen, mukaan lukien nilkkanivelen sensorimotorinen hallinta, tyypillisesti johtuen agonistinilkan dorsiflexor-lihasten heikkouden ja antagonistisen plantarflexor-lihaksen spastisuuden yhdistelmästä. Tämä johtaa hitaampaan ja epänormaaliin kävelyyn, mikä johtaa kävelyn kompensointistrategioihin, kuten lonkkakiinnitykseen, liialliseen ympärileikkaukseen kävelyn aikana, pienempään jalan välykseen ja suureen energiankulutukseen, jotka kaikki ovat tekijöitä, jotka voivat lisätä kaatumisriskiä henkilöillä, joilla on aivohalvaus.

Sähköstimulaatiota, erityisesti toiminnallista sähköstimulaatiota (FES), on käytetty laajalti kuntoutuksen alalla. FES määritellään lihasten sähköiseksi stimulaatioksi, jotka ovat heikentyneet moottorin ohjauksessa supistuksen aikaansaamiseksi toiminnallisesti hyödyllisen liikkeen aikaansaamiseksi. Viime vuosina FES-järjestelmiä on käytetty neuroproteettisina laitteina kuntouttavissa interventioissa, kuten kävelyharjoittelussa. Stimulaattorin liipaisimet, jotka on toteutettu ohjaamaan stimulaation toimittamista, vaihtelevat avoimesta suljetun silmukan ohjaimiin. Äärelliset ohjaimet laukaisevat stimulaattoreita, kun tietyt ehdot täyttyvät, ja käyttävät ennalta asetettuja stimulaatiosarjoja. Siten puettavat anturit tarjoavat tarvittavan syötteen kävelyvaiheiden erottamiseen kävelyn aikana ja stimuloimaan tiettyjä lihaksia. Tätä tekniikkaa on käytetty laajalti parantamaan kävely- ja tasapainoparametreja ihmisillä, joilla on krooninen aivohalvaus.

Kotikuntoutus on tehokas tapa lisätä harjoitustiheyttä, terapian noudattamista, harjoittelun määrää viikossa ja itseluottamusta. Kotiharjoittelu FES:llä on vaihtoehto, joka voi auttaa vähentämään sensomotoristen häiriöiden jälkiseurauksia ja soveltuu jännittävänä tapana erilaisista sairauksista kärsiville ihmisille harjoittaa lihaksiaan. Lisäksi on hyvin kuvattu, että kotipohjaisen FES:n käytön laajentaminen vanhuksiin voisi lisätä sen vaikutusta ja hyötyä tästä väestöstä merkittävästi.

Yksi monimutkaisimmista ongelmista FES:n laajemman käyttöönoton kannalta on sen helppokäyttöisyys kotiympäristössä. Teknologisen ja lääkinnällisen laitteen käytössä laboratorio- tai kliinisissä tiloissa on huomattava ero verrattuna koti- tai muihin ekologisempiin ympäristöihin. Ohjelmistot, jotka voivat sisältää helppoja koulutusohjelmia, jotka perustuvat vakiintuneisiin terapeuttisiin protokolliin, voivat pienentää tätä laboratorio- ja ekologisen ympäristön välistä kuilua ja hyötyä teknisten lääketieteellisten laitteiden, kuten FES:n, käytössä. FES-järjestelmän avulla osallistuja voi helposti säätää harjoituksensa tyyppiä ja sijaintia päivittäin. Toisaalta minkä tahansa laitteen, jonka virrat ovat niin alhaiset kuin FES-järjestelmän käyttämät, tulisi olla turvallisia käyttää missä tahansa kontekstissa ja erityisesti valvomattomissa olosuhteissa.

Useimmilla etäkuntoutusalustoilla ei ole välinettä ulkoisen fyysisen avun tarjoamiseen. Aktivointimenetelmän, kuten FES:n tai muiden teknisten laitteiden sisällyttäminen potilaan päähän, joka jäljittelee terapeuttia etäklinikalla, voi olla tehokasta terapeuttisiin tarkoituksiin, kunnes potilaan toipuminen on maksimoitu. Vaikka robottiohjattu kuntoutusinterventio tai terapeutin verkkovalvonta voisi olla toteuttamiskelpoinen vaihtoehto, saattaa olla terapeuttisesti hyödyllisempää sisällyttää FES. Tämä on hoito, jossa luurankolihas voidaan aktivoida ohjaamalla matalan tason sähkövirtoja motoristen neuronien läpi. Tämä hoito voidaan antaa asettamalla transkutaaniset elektrodit ihon pinnalle. Syy, miksi FES on hyödyllinen, johtuu siitä, että se voi vahvistaa lihaksia, estää lihasten surkastumista ja lisätä luun tiheyttä. Lisäksi FES:llä on neuroplastisia vaikutuksia, koska se auttaa kouluttamaan uudelleen aktiivisia motorisia yksiköitä ja rakentamaan uudelleen heikkoja yhteyksiä aivojen ja motoristen neuronien välillä. Näin ollen FES:n sisällyttäminen etäkuntoutusohjelmiin voisi lisätä hoidon tehokkuutta ja edistää toipumisprosessia henkilöillä, joilla on osittainen tai täydellinen raajan toiminnan menetys. Tämän projektin tavoitteena on selvittää, onko FES-harjoituksia mahdollistavan alustan käyttö kotona turvallista ja hyödyllistä kroonista aivohalvausta sairastaville henkilöille. Sen tavoitteena on myös selvittää, voivatko 8 viikon kotipohjaiset FES-harjoitukset ja tehtäväkohtaiset harjoitukset parantaa kävelyn, liikkuvuuden, tasapainon ja yleisen terveyden tila-aikaparametreja.

TAVOITE/TAVOITTEET: Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia 12 viikon kotipohjaisen yhdistetyn FES:n ja tehtäväkohtaisen koulutusohjelman toteutettavuutta, turvallisuutta, tehokkuutta ja vaikutusta kroonista aivohalvausta sairastavilla henkilöillä.

Tavoite 1: Tutkia 12 viikon kotihoidon FES:n ja tehtäväkohtaisen koulutuksen toteutettavuutta, turvallisuutta ja tehokkuutta kroonista aivohalvausta sairastavilla aikuisilla. H1: 12 viikon kotipohjainen FES-koulutusohjelma on turvallinen, toteutettavissa eikä aiheuta haittavaikutuksia koulutusohjelman aikana.

Tavoite 2: Tutkia 12 viikon kotona suoritetun FES:n ja tehtäväkohtaisen harjoittelun vaikutusta kävelyyn, liikkuvuuteen ja tasapainoon kroonista aivohalvausta sairastavilla aikuisilla. H2: Toimenpiteen jälkeen aikuiset, joilla on krooninen aivohalvaus, osoittavat parannuksia kävelyn tila- ja aikaparametreissa (kävelynopeus, poljinnopeus ja kävelyn epäsymmetria), liikkuvuudessa (fyysinen aktiivisuus ja lihasvoima) ja tasapainossa (ennakoiva ja reaktiivinen tasapainokomponentit).