Effekt av en PBT kombinert med FES på personer med reaktiv balanse med hjerneslag

Bakgrunn. Selv om fall er multifaktorielle, er muskelsvakhet, gangfeil og svekket kompenserende stepprespons nøkkelfaktorer for fall hos personer med hjerneslag. Fra et kontrollmekanismeperspektiv, er det postulert at steppingstrategier kan representeres av muskelaktivitetsmønsteret som utløses via lang-loop hjernestammeresponser med kortikal modulering. På grunn av sensorimotoriske svekkelser, ofte observert i slagpopulasjoner, er imidlertid komponenter av muskelresponser (tidlig og sent) forsinket og mindre i amplitude, noe som påvirker de motoriske responsene på uventede balanseforstyrrelser. Forstyrrelsesbasert balansetrening er en ny terapeutisk strategi som inkluderer eksponering for gjentatte støtteoverflateforstyrrelser som simulerer miljøforstyrrelser som utglidninger og snubler for å fremkalle raske reaktive balansereaksjoner. I tillegg har det blitt beskrevet at reaktiv balansekontroll og sensorimotorisk tilpasning er avhengig av alvorlighetsgraden av motorisk svekkelse. Utvikling av terapeutiske intervensjoner som tar sikte på å redusere treningstiden og/eller lette inkluderingen av personer med moderat til alvorlig sansemotorisk svekkelse er avgjørende for implementering av reaktiv balansetreningsprotokoller i klinisk praksis.

I det foreliggende forslaget tar etterforskerne sikte på å undersøke om en 4-ukers forstyrrelsesbasert balansetrening kan forbedre kinematiske og spatiotemporale parametere for reaktiv balansekontroll, og kinematiske og nevromuskulære gangparametre, beskrevet som tidlige fallrisikoprediktorer, hos personer med hjerneslag. I tillegg tar etterforskerne sikte på å finne ut om en funksjonsnedsettelsesorientert intervensjon som tar sikte på å korrigere gangmønsteret under den foreslåtte gangforstyrrelsestreningen, ved å bruke en målrettet nevromuskulær elektrisk stimulering (NMES) påført rectus femoris og tibialis anterior muskler, kan øke de potensielle fordelene av den foreslåtte treningsprotokollen blant slagbefolkningen.

Metoder. Studien benytter et primært to-arms randomisert, kontrollert design for å undersøke effekten av en 4-ukers forstyrrelsesbasert balansetrening med og uten målrettet NMES på reaktiv balansekontroll og tidlige gangfallrisikoprediktorer i slagpopulasjonen. Førti deltakere vil bli tilfeldig tildelt (1:1) til NMES (n=20) eller No-NMES-gruppen (N=20). Deltakerne vil bli bedt om å gå over en seks ganger to meter datastyrt flyttbar plattform i en selvvalgt hastighet. Sliplignende forstyrrelser vil bli indusert av enhetsprogramvaren som flytter plattformen 12 tommer fremover med 0,46 m/s med en akselerasjon på 9,4 m/s2. For hver treningsøkt vil deltakerne bli bedt om å gå over den datastyrte bevegelige plattformen i seks blokker med ti gangforsøk, hvorav det vil være fire forstyrrelsesforsøk per blokk. Totalt vil alle deltakerne oppleve 24 forstyrrelsesforsøk per treningsøkt. Deltakerne vil bli bedt om å komme til laboratoriet to ganger i uken, så hver deltaker vil gjennomføre 8 forstyrrelsesbaserte balansetreningsøkter.

Følgende utfallsmål vil bli vurdert i det foreliggende forskningsforslaget: Perturbasjonsutfall (fall eller restitusjon), Massesenterstabilitet (CoM) og lemstøtte av det glidende (paretiske) benet. Alle disse utfallsmålene vil bli vurdert etter en eksternt indusert balanseforstyrrelse før og etter den 4-ukers perturbasjonsbaserte balansetreningen. På den annen side vil trinn-til-trinn-overgang og endrede nevromusukklare mønstre, både beskrevet som tidlig fallrisikoprediktor og vurdert gjennom henholdsvis kraftplattform og elektromyografi (EMG), bli vurdert under en 5-minutters gangtest på tredemølle ved en selvvalgt fart før og etter treningen.

Forventet resultat. Etterforskerne forventer at når den foreslåtte treningsprotokollen er ferdig, vil deltakerne vise mindre laboratoriefall og høyere CoM-stabilitet og lemstøtteverdier etter å ha opplevd en "glidnende" gangforstyrrelse sammenlignet med en baseline-vurdering. Tilsvarende vil deltakerne vise forbedrede verdier i trinn-til-trinn-overgang (aktiv modusovergang) og mindre avvik fra normale verdier for EMG-mønstre i nedre ekstremiteter, sammenlignet med en baseline-evaluering. Når det gjelder det andre målet, forventer etterforskerne at når den foreslåtte treningsprotokollen er fullført, vil gruppen av personer med hjerneslag som vil utføre den forstyrrelsesbaserte balansetreningen med gangmønsteret korrigert (NMES-gruppen) vise mindre laboratoriefall og høyere CoM stabilitet og lemstøtteverdier etter å ha opplevd en "sklilignende" gangforstyrrelse, og forbedrede verdier i trinn-til-trinn-overgang (aktiv modusovergang) med mindre avvik fra friske deltakeres EMG-mønstre i underekstremiteter, under en instrumentert gangvurdering, sammenlignet til No NMES-gruppen.

Forskerne mener at beskrivelsen av endringer på kinematiske, spatiotemporale og nevromuskulære parametere etter en reaktiv balansetreningsprotokoll kan bidra til en bedre forståelse av mekanismene bak kompenserende strategier rettet mot å gjenvinne postural kontroll hos personer med hjerneslag. Videre mener etterforskerne at resultatene av dette prosjektet kan være nyttige for å utvikle nye og effektive terapeutiske strategier for å redusere fall blant hjerneslag og kan bidra til å lette oversettelsen av forstyrrelsesbasert balansetrening til klinisk praksis.