脳卒中後のリハビリのための潜在的なウェアラブル

脳卒中は、世界中で長期にわたる成人障害の主な原因の 1 つです。 脳卒中後の歩行能力の障害は、可動性と生活の質を著しく制限します。 歩行リハビリテーションのために最近開発された多くの支援技術は、現在のところ、従来の治療法よりも効果がわずかに優れているだけです。 多様な症状を呈する脳卒中生存者にさらに優れた機能的転帰を提供できる、斬新で臨床的に実行可能で効果的な歩行リハビリテーション戦略が緊急に必要とされています。

多くの新しい脳卒中後の介入の中で、筋肉の機能的電気刺激 (FES) は依然として魅力的です。 FES は、外部デバイスから神経筋系に制御信号を伝達する神経リハビリテーション技術です。 リハビリテーション パラダイムは、トレーニング中に患者の筋肉の調整を正常なパターンに戻すことを促進する必要があるという認識が高まっており、FES は、自然な調整が損なわれている一連の筋肉に刺激を加えると、この目標を達成できます。 このため、FES は非常に有望な介入戦略です。 ただし、既存の FES パラダイムは、以前の臨床試験、特に慢性生存者の臨床試験であいまいな結果をもたらしました。おそらく、刺激が単一または少数の筋肉にのみ適用されたか、刺激パターンが歩行中の自然な筋肉の協調パターンを模倣しなかったためです。 多筋 FES は、より大きな機能的な筋肉セットに適用され、それらの自然な調整パターンによって駆動されると、神経可塑性を通じて筋肉の活性化を正常なパターンに導き、筋肉活性化の欠損レベルで障害を回復させることができます。

私たちのプロジェクトの最初の目的は、10 チャンネルの FES ウェアラブルを利用して、下肢の筋肉の筋肉にマルチマッスル FES を提供することです。 参加者は、ウェアラブルを使用して自然な協調パターンで複数の筋肉に刺激を与えることにより、12 のトレーニング セッションで慢性脳卒中生存者の歩行のリハビリを試みます。 そのため、参加者は運動神経科学の筋相乗効果の理論を利用して、FES 用にカスタマイズ可能な筋肉の選択を導きます。 筋肉の相乗効果は、複数の筋肉の時空間活性化パターンを調整する運動制御の仮説上の神経モジュールです。 各脳卒中生存者のカスタマイズ可能な FES パターンは、歩行中の脳卒中生存者の筋肉パターンには存在しない通常の筋肉の相乗効果に基づいて構築されます。 筋肉の相乗効果は、神経系によって使用される自然な運動制御単位を表すため、FES によるそれらの活性化の強化は、正常な神経筋協調の回復につながり、より自然なトレーニング後の歩行につながるはずです。

私たちの 2 番目の目的は、訓練を受けた脳卒中生存者の麻痺した脚と麻痺していない脚の歩行と筋肉の相乗効果を、介入の前、後、および 1 か月後に評価することにより、FES パラダイムの有効性を評価することです。 そうすることで、参加者は、下肢の筋肉の相乗効果が、脳卒中生存者の運動障害の生理学的マーカーになり得るかどうかを調査したいと考えています.

私たちの筋肉シナジーに基づく多筋肉 FES が実際に効果的である場合、私たちの戦略は、多くの障害のある慢性脳卒中生存者が可動性を回復するのに役立ち、今後数十年間、より高い生活の質で生活できるようになります。 私たちの研究の臨床的および社会的影響は巨大なものになるでしょう。