Effetto degli interventi FES sulla dinamica dell'andatura nella popolazione con ictus

L'emiplegia con caduta del piede associata si verifica nel 50% dei sopravvissuti all'ictus e spesso compromette la capacità di un individuo di camminare. I dispositivi neuroprotesici basati sulla stimolazione elettrica funzionale (FES) sono stati sviluppati per correggere la caduta del piede. L'efficacia di questi dispositivi è stata inizialmente esaminata da Liberson el al. che ha dimostrato che le stimolazioni elettriche potrebbero aiutare a ripristinare i movimenti funzionali negli arti paralizzati. Oltre all'assistenza con la caduta del piede, questi dispositivi hanno mostrato miglioramenti significativi nelle variabili biomeccaniche come la velocità di deambulazione, la distanza, la lunghezza del passo e il costo fisiologico per le persone con ictus. Per comprendere in modo completo l'effetto delle stimolazioni elettriche sul recupero dell'andatura, è fondamentale analizzare gli aspetti dinamici dell'andatura e misurare la variabilità dell'andatura durante l'intervento di stimolazione elettrica funzionale. Nell'indagine proposta, determineremo la "simmetria dell'andatura" della deambulazione assistita da FES utilizzando ciclogrammi bilaterali della caviglia e del ginocchio per un periodo di 6 mesi. Questo nuovo approccio spiegherà la dinamica e la complessità dell'equilibrio misurando le deviazioni delle articolazioni da una linea di simmetria ad ogni istanza del ciclo del passo e fornirà una migliore misura della simmetria del passo. L'utilizzo di questa misura dei risultati ci consentirà di comprendere il ruolo della stimolazione elettrica alla caviglia e come questo effetto viene tradotto nelle articolazioni del ginocchio e dell'anca durante la deambulazione. I cambiamenti negli elettromiogrammi di superficie (EMG) di gruppi muscolari selettivi dimostreranno come la FES può contribuire al riallenamento muscolare dopo l'ictus. Useremo avanzati algoritmi di elaborazione del segnale per rimuovere l'artefatto FES dal segnale EMG al fine di analizzare in modo completo l'effetto di trascinamento dell'intervento FES. Infine, utilizzeremo l'analisi dei componenti principali (PCA), una tecnica avanzata di data mining per tracciare e quantificare il processo complessivo di recupero dell'andatura degli individui con ictus utilizzando algoritmi di classificazione dei pattern. La misura della simmetria dell'andatura e gli EMG saranno classificati statisticamente per vedere la loro netta separazione al basale e ad intervalli di 6 mesi. Questa classificazione ci consentirà di identificare gli individui che hanno risposto maggiormente all'intervento. Queste informazioni sono fondamentali e consentiranno a ricercatori e medici di ridefinire la strategia del processo di riabilitazione. Tale valutazione scientifica fornirà la base per l'ulteriore sviluppo e implementazione di dispositivi o tecnologie FES, sostenendo così l'obiettivo fondamentale del NINDS di tradurre le scoperte cliniche e di base in modi migliori per trattare i disturbi neurologici.