Système de contrôle innovant de la stimulation électrique en boucle fermée pour augmenter la démarche post-AVC

La stimulation électrique fonctionnelle (FES) est un outil de réadaptation courant qui intègre la stimulation électrique chronométrée avec une tâche fonctionnelle pour augmenter la fonction musculaire parétique chez les personnes atteintes de neuro-pathologies telles que les AVC et les lésions de la moelle épinière. La rigueur des recherches antérieures a établi la sécurité, ainsi que les effets neuro-prorosthétiques et thérapeutiques des systèmes FES pour la position, la marche et la saisie. L'AVC est la principale cause de handicap, et la goutte de pied est un déficit de démarche post-temps très répandu, conduisant à une dorsiflexion insuffisante de la cheville pendant la phase de swing de la démarche et contribuant à une mobilité réduite. Les systèmes FES qui corrigent la goutte de pied pour améliorer la fonction de la marche et réduisent le risque de chute gagnent en popularité, avec des systèmes commerciaux tels que l'amélioration du potentiel de traduction. Malgré leur valeur fonctionnelle prometteuse, leur accessibilité et leurs effets de neuroplasticité positifs, les systèmes FES actuels ont certaines limites fondamentales, ce qui limite leur prescription clinique.

L'objectif de ce projet est de surmonter deux limitations majeures et les lacunes techniques dans le FES: l'apparition rapide de la fatigue musculaire pendant les FE et le manque de contrôle sophistiqué en boucle fermée de l'intensité du FES. La plupart des systèmes FES existants ne modulent pas automatiquement l'intensité de la stimulation en réponse à la fatigue musculaire et peuvent surestimer les muscles en cas de stimulation fixe (boucle ouverte) ou une stratégie de stimulation basée sur la rétroaction pure est utilisée pour contrôler l'intensité du FE. Pour lutter contre cette limitation, les chercheurs visent à développer et à tester cliniquement les FE pour améliorer la démarche des AVC à l'aide de systèmes de contrôle FES basés sur les données.

La goutte de pied est un déficit de démarche post-AVC très répandu, conduisant à une dorsiflexion insuffisante de la cheville pendant la phase oscillante de la démarche et en réduisant la mobilité fonctionnelle. Fes, qui est une application externe de la stimulation pour générer des contractions musculaires pendant une tâche motrice fonctionnelle, peut atteindre les demandes de force musculaire pendant la position debout et la marche, et aider les personnes souffrant d'accident vasculaire cérébral et de lésions de la moelle épinière à récupérer la mobilité. Les FE pour la correction de la goutte de pied sont l'une des applications de démarche les plus populaires du FES, qui s'est avérée améliorer la mobilité et réduire les chutes.

Bien que FES ait des effets positifs sur la fonction de marche, provoque des contractions musculaires actives et améliore l'excitabilité corticomotrice, le FES n'est pas utilisé aussi généralement que les orthèses passives. La plupart des systèmes de FES intègrent des capteurs de mouvement pour contrôler la synchronisation des FE pendant le cycle de démarche (phase de balançoire des jambes parétique). Cependant, aucun de ces systèmes ne fournit un contrôle automatique en boucle fermée de l'intensité du FES, de sorte qu'une stimulation optimale peut être délivrée pour chaque étape, empêchant la surévaluation, la réduction de la fatigue et le maintien de performances musculaires optimales pour un plus grand nombre d'étapes. De plus, l'apparition rapide de la fatigue musculaire pendant les FE est causée par un recrutement synchrone, non sélectif et répété de fibres musculaires largement fatigables.

Les chercheurs mettront en œuvre un contrôleur innovant du modèle-prédictif (MPC) combiné à une rétroaction basée sur les échographies en temps réel pour fournir des intensités de FE optimales et minimiser la fatigue.