Urządzenie nadające się do noszenia w rehabilitacji poudarowej

Udar mózgu jest jedną z głównych przyczyn długotrwałej niepełnosprawności osób dorosłych na całym świecie. Upośledzona zdolność chodzenia po udarze poważnie ogranicza mobilność i jakość życia. Wiele niedawno opracowanych technologii wspomagających rehabilitację chodu jest obecnie w najlepszym razie tylko nieznacznie lepsze niż tradycyjne terapie pod względem skuteczności. Istnieje pilna potrzeba opracowania nowych, klinicznie wykonalnych i skutecznych strategii rehabilitacji chodu, które mogą zapewnić jeszcze lepsze wyniki funkcjonalne osobom po udarze mózgu z różnymi objawami.

Spośród wielu nowych interwencji poudarowych, funkcjonalna elektryczna stymulacja mięśni (FES) pozostaje atrakcyjna. FES to technologia neurorehabilitacyjna, która przekazuje sygnały sterujące z zewnętrznego urządzenia do układu nerwowo-mięśniowego. Coraz częściej uznaje się, że paradygmaty rehabilitacyjne powinny sprzyjać przywróceniu koordynacji mięśni pacjenta do normalnego wzorca podczas treningu, a FES może osiągnąć ten cel, gdy stosuje się stymulację zestawu mięśni, których naturalna koordynacja jest zaburzona. Z tego powodu FES jest bardzo obiecującą strategią interwencyjną. Istniejące paradygmaty FES przyniosły jednak niejednoznaczne wyniki w poprzednich badaniach klinicznych, zwłaszcza w przypadku osób, które przeżyły chronicznie, prawdopodobnie dlatego, że albo stymulacja była stosowana tylko do jednego lub kilku mięśni, albo wzorzec stymulacji nie naśladował naturalnego wzorca koordynacji mięśni podczas chodu. Wielomięśniowy FES, po zastosowaniu do większego funkcjonalnego zestawu mięśni i kierowaniu ich naturalnym wzorcem koordynacji, może skierować aktywacje mięśni w kierunku normalnego wzorca poprzez neuroplastyczność, a tym samym przywrócić upośledzenie na poziomie deficytu aktywacji mięśni.

Pierwszym celem naszego projektu jest wykorzystanie 10-kanałowego FES nadającego się do noszenia do dostarczania wielomięśniowego FES do mięśni w mięśniach kończyn dolnych. Podczas 12 sesji treningowych uczestnicy spróbują zrehabilitować chód osób po przewlekłym udarze mózgu, dostarczając stymulację do wielu mięśni, zgodnie z ich naturalnym wzorcem koordynacji, za pomocą naszego urządzenia do noszenia. W związku z tym uczestnicy wykorzystają teorię synergii mięśni z neuronauki ruchowej, aby kierować naszymi spersonalizowanymi wyborami mięśni do FES. Synergie mięśniowe to hipotetyczne neuronowe moduły kontroli motorycznej, które koordynują czasoprzestrzenne wzorce aktywacji wielu mięśni. Nasz konfigurowalny wzorzec FES dla każdego pacjenta po udarze zostanie skonstruowany w oparciu o normalne synergie mięśniowe, których nie ma we wzorcu mięśniowym pacjenta po udarze podczas chodzenia. Ponieważ synergie mięśni reprezentują naturalne jednostki motoryczno-kontrolne wykorzystywane przez układ nerwowy, wzmocnienie ich aktywacji poprzez FES powinno prowadzić do przywrócenia prawidłowej koordynacji nerwowo-mięśniowej, a tym samym bardziej naturalnego chodu potreningowego.

Naszym drugim celem jest ocena skuteczności naszego paradygmatu FES poprzez ocenę synergii mięśni chodu w niedowładnych i niedowładnych nogach wyszkolonych osób, które przeżyły udar, przed, po i 1 miesiąc po naszej interwencji. W ten sposób uczestnicy mają nadzieję zbadać, czy synergia mięśni kończyn dolnych może być fizjologicznym wskaźnikiem upośledzenia motorycznego u osób po udarze.

Jeśli nasz wielomięśniowy FES oparty na synergii mięśni okaże się rzeczywiście skuteczny, nasza strategia pomoże wielu niepełnosprawnym osobom, które przeżyły przewlekły udar, odzyskać mobilność, a tym samym żyć ze znacznie wyższą jakością życia w nadchodzących dziesięcioleciach. Kliniczny i społeczny wpływ naszych badań będzie ogromny.