Влияние вмешательств ФЭС на динамику походки у пациентов с инсультом

Гемиплегия с сопутствующим отвисанием стопы встречается у 50% выживших после инсульта и часто ухудшает способность человека ходить. Нейропротезные устройства на основе функциональной электрической стимуляции (ФЭС) были разработаны для коррекции отвисания стопы. Эффективность этих устройств была первоначально исследована Liberson et al. которые продемонстрировали, что электрическая стимуляция может помочь восстановить функциональные движения в парализованных конечностях. В дополнение к помощи при опускании стопы эти устройства продемонстрировали значительное улучшение биомеханических переменных, таких как скорость ходьбы, расстояние, длина шага и физиологические затраты для людей с инсультом. Чтобы всесторонне понять влияние электростимуляции на восстановление походки, важно проанализировать динамические аспекты походки и измерить вариабельность походки во время вмешательства функциональной электростимуляции. В предлагаемом исследовании мы определим «симметрию походки» при ходьбе с помощью ФЭС, используя двусторонние циклограммы голеностопного и коленного суставов в течение 6 месяцев. Этот новый подход будет учитывать динамику и сложность баланса путем измерения отклонений суставов от линии симметрии в каждом случае цикла походки и обеспечит более точное измерение симметрии походки. Использование этого критерия результата позволит нам понять роль электрической стимуляции голеностопного сустава и то, как этот эффект передается на коленный и тазобедренный суставы во время ходьбы. Изменения в поверхностных электромиограммах (ЭМГ) отдельных групп мышц продемонстрируют, как ФЭС может способствовать перетренировке мышц после инсульта. Мы будем использовать передовые алгоритмы обработки сигналов для удаления артефакта ФЭС из сигнала ЭМГ, чтобы всесторонне проанализировать эффект переноса вмешательства ФЭС. Наконец, мы будем использовать анализ основных компонентов (PCA) — передовую технику интеллектуального анализа данных для отслеживания и количественной оценки общего процесса восстановления походки у людей с инсультом с использованием алгоритмов классификации паттернов. Измерение симметрии походки и ЭМГ будут статистически классифицированы, чтобы увидеть их четкое разделение на исходном уровне и с интервалом в 6 месяцев. Эта классификация позволит нам определить лиц, наиболее восприимчивых к вмешательству. Эта информация имеет решающее значение и позволит исследователям и клиницистам пересмотреть стратегию процесса реабилитации. Такая научная оценка обеспечит основу для дальнейшей разработки и внедрения устройств или технологий FES, тем самым поддерживая основную цель NINDS по преобразованию фундаментальных и клинических открытий в более эффективные способы лечения неврологических расстройств.