Effekt av NMES på balanse og fallrisiko ved kronisk hjerneslag (NMES)

Funksjonell svekkelse etter et slag inkluderer ofte redusert ganghastighet og økt fallrisiko tilskrevet fotfall (manglende evne til å dorsiflektere ankelen under svingfasen av gange) og muskelsvakhet i underekstremitetene. Skader i den motoriske cortex eller corticospinal tract resulterer ofte i betydelig, vedvarende distal muskelsvakhet, inkludert sensorimotorisk kontroll av ankelleddet, typisk på grunn av en kombinasjon av svakhet i agonist ankel dorsiflexor muskler og spastisitet i antagonist plantar flexor muskel. Dette resulterer i langsommere og unormal gange som fører til gangkompensasjonsstrategier som hoftefeste, overdreven circumduction under gange, redusert fotklaring og høyt energiforbruk, som alle er faktorer som kan øke risikoen for fall hos personer med hjerneslag.

Funksjonell elektrisk stimulering (FES) tilsvarer påføringen av et elektrisk felt over de motoriske nevronene i en muskel for å indusere en kunstig, ufrivillig sammentrekning for å utføre en funksjonell bevegelse. Tallrike fordeler med FES har blitt rapportert gjennom litteraturen som økt muskelmasse, økt bentetthet og forbedrede kardiovaskulære parametere, blant andre. Tidligere studier der forfattere vurderte effekten av FES på personer med hjerneslag har vist at den vanlige peronealnerven stimulerer tibialis anterior muskelen til å produsere fotdorsalfleksjon under svingfasen av gangsyklusen og reduserer fotfall ved å legge til rette for økt frivillig muskelaktivitet, som sammen forbedrer kvaliteten og symmetrien til gange. I tillegg viste andre studier at FES forbedrer ganghastighet og energiforbruk hos personer med hjerneslag.

De siste årene har FES-systemer blitt brukt som nevroproteser i rehabiliterende intervensjoner som gangtrening. Stimulatorutløsere, implementert for å kontrollere stimuleringslevering, varierer fra kontroller med åpen til lukket sløyfe.12 Finite-state-kontrollere utløser stimulatorer når spesifikke betingelser er oppfylt og bruker forhåndsinnstilte stimuleringssekvenser. Bærbare sensorer gir dermed den nødvendige input for å skille gangfaser under gange og utløse stimulering til spesifikke muskler.13 Denne teknologien har i stor grad blitt brukt til å forbedre gangparametere hos slagdeltakere, men det har ikke blitt godt beskrevet hvordan denne teknologien kan hjelpe slagdeltakere under tap av balanse eller under reaktiv balanse.

På den annen side antyder litteraturen at en direkte transkortikal loop ikke utløser den innledende fasen av posturale responser på ytre forstyrrelser, men det virker sannsynlig at hjernebarken blir involvert i de senere fasene av den reaktive responsen.14 Gitt at postural respons varer i mange hundre millisekunder, kan det derfor være at hjernestammen eller ryggmargskretsene initierer en respons, og deretter blir responsen modifisert av kortikale kretser i de senere faser.15 I denne sammenhengen er effekten av perifer stimulering av musklene involvert i den reaktive responsen på en uventet ytre forstyrrelse på restitusjonsytelsen ennå ikke beskrevet.

Dette prosjektet tar sikte på å beskrive om et spesifikt mønster av muskelstimulering i underekstremiteter kan endre restitusjonsresponsen etter en uventet forstyrrelse i form av utglidning og/eller snuble hos personer med hjerneslag. Dette prosjektet tar også sikte på å undersøke om et spesifikt mønster av muskelstimulering av underekstremiteter levert av FES kan modifisere kinematiske og spatio-temporale gangparametre under en standardisert gangtest under forskjellige sensoriske forhold.