Wpływ PBT w połączeniu z FES na osoby z równowagą reaktywną po udarze

Tło. Chociaż upadki mają charakter wieloczynnikowy, głównymi czynnikami przyczyniającymi się do upadków u osób po udarze są osłabienie mięśni, deficyty chodu i upośledzona reakcja na kompensacyjne chodzenie. Z punktu widzenia mechanizmu kontrolnego postuluje się, że strategie stepowania mogą być reprezentowane przez wzorzec aktywności mięśni wyzwalany poprzez reakcje pnia mózgu o długiej pętli z modulacją korową. Jednak ze względu na zaburzenia czuciowo-ruchowe, powszechnie obserwowane u osób po udarze, składowe odpowiedzi mięśni (wczesne i późne) są opóźnione i mają mniejszą amplitudę, co wpływa na reakcje motoryczne na nieoczekiwane zaburzenia równowagi. Trening równowagi oparty na zakłóceniach to nowatorska strategia terapeutyczna, która obejmuje ekspozycję na powtarzające się zaburzenia powierzchni nośnej, symulujące zakłócenia środowiskowe, takie jak poślizgi i potknięcia, w celu wywołania szybkich, reaktywnych reakcji równowagi. Dodatkowo opisano, że reaktywna kontrola równowagi i adaptacja sensomotoryczna zależą od stopnia zaawansowania zaburzeń motorycznych. Zatem rozwój interwencji terapeutycznych mających na celu skrócenie czasu szkolenia i/lub ułatwienie włączenia osób z umiarkowanymi do ciężkich zaburzeniami sensomotorycznymi ma kluczowe znaczenie dla wdrożenia protokołów treningu równowagi reaktywnej do praktyki klinicznej.

W niniejszej propozycji badacze mają na celu zbadanie, czy 4-tygodniowy trening równowagi oparty na zaburzeniach może poprawić parametry kinematyczne i czasoprzestrzenne reaktywnej kontroli równowagi oraz parametry kinematyczne i nerwowo-mięśniowe chodu, określane jako czynniki predykcyjne ryzyka wczesnego upadku u osób po udarze. Ponadto badacze mają na celu ustalenie, czy interwencja zorientowana na upośledzenie, mająca na celu skorygowanie wzorców chodu podczas proponowanego treningu z zaburzeniami chodu, przy użyciu ukierunkowanej elektrycznej stymulacji nerwowo-mięśniowej (NMES) zastosowanej do mięśnia prostego uda i mięśnia piszczelowego przedniego, może zwiększyć potencjalne korzyści proponowanego protokołu szkoleniowego wśród populacji osób po udarze.

Metody. W badaniu zastosowano pierwotny, dwuramienny, randomizowany, kontrolowany projekt w celu zbadania wpływu 4-tygodniowego treningu równowagi opartego na zakłóceniach z ukierunkowanym NMES lub bez niego na reaktywną kontrolę równowagi i czynniki prognostyczne wczesnego upadku z chodu w populacji po udarze. Czterdziestu uczestników zostanie losowo przydzielonych (1:1) do grupy NMES (n=20) lub grupy bez NMES (N=20). Uczestnicy zostaną poproszeni o przejście po sterowanej komputerowo ruchomej platformie o wymiarach sześć na dwa metry z wybraną przez siebie prędkością. Zaburzenia przypominające poślizg będą wywoływane przez oprogramowanie urządzenia, które przesuwa platformę o 12 cali do przodu z szybkością 0,46 m/s i przyspieszeniem 9,4 m/s2. Podczas każdej sesji szkoleniowej uczestnicy zostaną poproszeni o przejście po sterowanej komputerowo ruchomej platformie przez sześć bloków po dziesięć prób chodzenia, spośród których na każdy blok będą przypadać cztery próby zaburzeń. W sumie wszyscy uczestnicy podczas jednej sesji szkoleniowej przejdą 24 próby zaburzeń. Uczestnicy zostaną poproszeni o przychodzenie do Laboratorium dwa razy w tygodniu, zatem każdy uczestnik odbędzie 8 sesji treningu równowagi opartej na zaburzeniach.

W ramach niniejszej propozycji badawczej oceniane będą następujące miary wyniku: skutki zaburzeń (upadek lub powrót do zdrowia), stabilność środka masy (CoM) i podparcie kończyny ślizgającej się (niedowładnej) nogi. Wszystkie te miary wyników zostaną ocenione po zewnętrznie wywołanym zakłóceniu równowagi przed i po 4-tygodniowym treningu równowagi opartym na zakłóceniach. Z drugiej strony, przejście krok po kroku i zmienione wzorce nerwowo-mięśniowe, oba opisane jako czynniki predykcyjne ryzyka wczesnego upadku i ocenione odpowiednio za pomocą platformy siłowej i elektromiografii (EMG), zostaną ocenione podczas 5-minutowego testu marszu na bieżni w samodzielnie wybranym przez siebie prędkość przed i po treningu.

Spodziewany wynik. Badacze spodziewają się, że po zakończeniu proponowanego protokołu szkoleniowego uczestnicy będą wykazywać mniej upadków laboratoryjnych oraz wyższe wartości stabilności CoM i podparcia kończyn po wystąpieniu zaburzenia chodu przypominającego poślizg w porównaniu z oceną wyjściową. Podobnie uczestnicy będą wykazywać lepsze wartości przy przejściu krok po kroku (przejście w trybie aktywnym) i mniejsze odchylenia od normalnych wartości wzorców EMG kończyn dolnych w porównaniu z oceną wyjściową. Jeśli chodzi o drugi cel, badacze spodziewają się, że po zakończeniu proponowanego protokołu szkoleniowego grupa osób po udarze, która przeprowadzi trening równowagi oparty na zaburzeniach z skorygowanym wzorcem chodu (grupa NMES), będzie wykazywać mniej upadków laboratoryjnych i wyższy CoM w porównaniu wartości stabilności i podparcia kończyn po wystąpieniu zaburzeń chodu przypominających poślizg oraz lepsze wartości przy przejściu krok po kroku (przejście do trybu aktywnego) z mniejszymi odchyleniami od wzorców EMG kończyn dolnych zdrowych uczestników, podczas instrumentalnej oceny chodu, w porównaniu do grupy No NMES.

Badacze uważają, że opis zmian parametrów kinematycznych, czasoprzestrzennych i nerwowo-mięśniowych po protokole treningu równowagi reaktywnej może przyczynić się do lepszego zrozumienia mechanizmów stojących za strategiami kompensacyjnymi mającymi na celu odzyskanie kontroli postawy u osób po udarze. Co więcej, badacze uważają, że wyniki tego projektu mogą być przydatne w opracowywaniu nowych i skutecznych strategii terapeutycznych ograniczających upadki wśród populacji po udarze oraz mogą przyczynić się do ułatwienia przeniesienia treningu równowagi opartego na zaburzeniach na praktykę kliniczną.