Wpływ interwencji FES na dynamikę chodu w populacji udarowej

Hemiplegia z towarzyszącym opadaniem stopy występuje u 50% osób, które przeżyły udar i często upośledza zdolność chodzenia. Opracowano urządzenia neuroprotetyczne oparte na funkcjonalnej stymulacji elektrycznej (FES) w celu korygowania opadania stopy. Skuteczność tych urządzeń została początkowo zbadana przez Libersona i in. który wykazał, że stymulacja elektryczna może pomóc w przywróceniu ruchów funkcjonalnych w sparaliżowanych kończynach. Oprócz pomocy przy opadaniu stopy, urządzenia te wykazały znaczną poprawę w zakresie zmiennych biomechanicznych, takich jak prędkość chodu, odległość, długość kroku i koszty fizjologiczne u osób po udarze mózgu. Aby kompleksowo zrozumieć wpływ stymulacji elektrycznej na powrót do zdrowia chodu, niezwykle ważne jest przeanalizowanie dynamicznych aspektów chodu i zmierzenie zmienności chodu podczas interwencji funkcjonalnej stymulacji elektrycznej. W proponowanym badaniu określimy „symetrię chodu” chodu wspomaganego FES za pomocą obustronnych cyklogramów stawu skokowego i kolanowego przez okres 6 miesięcy. To nowatorskie podejście uwzględni dynamikę i złożoność równowagi poprzez pomiar odchyleń stawów od linii symetrii w każdym przypadku cyklu chodu i zapewni lepszą miarę symetrii chodu. Wykorzystanie tego pomiaru wyników pozwoli nam zrozumieć rolę stymulacji elektrycznej w stawie skokowym oraz sposób, w jaki efekt ten przekłada się na stawy kolanowe i biodrowe podczas chodzenia. Zmiany w powierzchniowych elektromiogramach (EMG) wybranych grup mięśni pokażą, w jaki sposób FES może przyczynić się do ponownego treningu mięśni po udarze. Zastosujemy zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnału, aby usunąć artefakty FES z sygnału EMG, aby kompleksowo przeanalizować efekt przeniesienia interwencji FES. Na koniec zastosujemy analizę głównych składowych (PCA) — zaawansowaną technikę eksploracji danych, aby śledzić i kwantyfikować ogólny proces odzyskiwania chodu osób po udarze za pomocą algorytmów klasyfikacji wzorców. Miara symetrii chodu i EMG zostaną sklasyfikowane statystycznie, aby zobaczyć ich wyraźną separację w odstępach wyjściowych i 6-miesięcznych. Ta klasyfikacja pozwoli nam zidentyfikować osoby, które najlepiej zareagowały na interwencję. Te informacje są krytyczne i pozwolą naukowcom i klinicystom na zmianę strategii procesu rehabilitacji. Taka ocena naukowa zapewni podstawę do dalszego rozwoju i wdrażania urządzeń lub technologii FES, wspierając w ten sposób podstawowy cel NINDS, jakim jest przekładanie podstawowych i klinicznych odkryć na lepsze sposoby leczenia zaburzeń neurologicznych.