Een potentiële wearable voor revalidatie na een beroerte

Beroerte is wereldwijd een van de belangrijkste oorzaken van langdurige invaliditeit bij volwassenen. Het verminderde vermogen om te lopen na een beroerte beperkt de mobiliteit en kwaliteit van leven ernstig. Veel recent ontwikkelde ondersteunende technologieën voor looprevalidatie zijn op dit moment op zijn best slechts marginaal beter dan traditionele therapieën in hun effectiviteit. Er is dringend behoefte aan nieuwe, klinisch levensvatbare en effectieve strategieën voor looprevalidatie die een nog beter functioneel resultaat kunnen bieden voor overlevenden van een beroerte met uiteenlopende presentaties.

Van de vele nieuwe interventies na een beroerte blijft functionele elektrische stimulatie (FES) van spieren aantrekkelijk. FES is een neurale revalidatietechnologie die besturingssignalen van een extern apparaat naar het neuromusculaire systeem communiceert. Er wordt steeds meer erkend dat revalidatieparadigma's het herstel van de spiercoördinatie van de patiënt naar het normale patroon tijdens de training zouden moeten bevorderen, en FES kan dit doel bereiken wanneer stimulaties worden toegepast op de set spieren waarvan de natuurlijke coördinatie is aangetast. Om deze reden is FES een veelbelovende interventiestrategie. Bestaande FES-paradigma's hebben echter dubbelzinnige resultaten opgeleverd in eerdere klinische onderzoeken, vooral die voor chronische overlevenden, waarschijnlijk omdat stimulaties alleen op enkele of enkele spieren werden toegepast, of omdat het stimulatiepatroon het natuurlijke spiercoördinatiepatroon tijdens het lopen niet nabootste. Een multi-spier-FES kan, wanneer toegepast op een grotere functionele set spieren en aangedreven door hun natuurlijke coördinatiepatroon, spieractivaties naar het normale patroon leiden door neuroplasticiteit, en zo de stoornis op het niveau van spieractiveringstekort herstellen.

Het eerste doel van ons project is om een ​​10-kanaals FES draagbaar te gebruiken voor het leveren van multi-spier FES aan spieren in de onderste ledematen. Deelnemers zullen proberen het looppatroon van overlevenden van een chronische beroerte te herstellen gedurende 12 trainingssessies door stimulaties toe te dienen aan meerdere spieren, in hun natuurlijke coördinatiepatroon, met behulp van onze wearable. Als zodanig zullen deelnemers de theorie van spiersynergie uit de motorneurowetenschappen gebruiken als leidraad voor onze personaliseerbare selecties van spieren voor FES. Spiersynergieën zijn veronderstelde neurale modules van motorische controle die de spatiotemporele activeringspatronen van meerdere spieren coördineren. Ons aanpasbare FES-patroon voor elke overlevende van een beroerte zal worden geconstrueerd op basis van de normale spiersynergieën die afwezig zijn in het spierpatroon van de overlevende van een beroerte tijdens het lopen. Aangezien spiersynergieën de natuurlijke motorcontrole-eenheden vertegenwoordigen die door het zenuwstelsel worden gebruikt, zou versterking van hun activeringen door FES moeten leiden tot herstel van de normale neuromusculaire coördinatie, dus een natuurlijker looppatroon na de training.

Ons tweede doel is om de effectiviteit van ons FES-paradigma te evalueren door de loop-spiersynergieën in de paretische en niet-paretische benen van de getrainde overlevenden van een beroerte te beoordelen, vóór, na en 1 maand na onze interventie. Door dit te doen, hopen deelnemers te onderzoeken of spiersynergie van de onderste ledematen een fysiologisch gebaseerde marker kan zijn van motorische stoornissen bij overlevenden van een beroerte.

Als onze op spiersynergie gebaseerde multi-spier-FES inderdaad effectief is, zal onze strategie veel gehandicapte overlevenden van een chronische beroerte helpen om weer mobiel te worden, waardoor ze de komende decennia met een veel hogere levenskwaliteit kunnen leven. De klinische en maatschappelijke impact van ons onderzoek zal enorm zijn.