Возможное носимое устройство для постинсультной реабилитации

Инсульт является одной из ведущих причин длительной нетрудоспособности взрослых во всем мире. Нарушенная способность ходить после инсульта серьезно ограничивает подвижность и качество жизни. Многие недавно разработанные вспомогательные технологии для восстановления походки в настоящее время в лучшем случае лишь незначительно лучше, чем традиционные методы лечения по своей эффективности. Существует насущная потребность в новых, клинически жизнеспособных и эффективных стратегиях реабилитации ходьбы, которые могут обеспечить еще лучшие функциональные результаты для выживших после инсульта с различными проявлениями.

Среди множества новых постинсультных вмешательств привлекательной остается функциональная электростимуляция (ФЭС) мышц. ФЭС — это нейрореабилитационная технология, которая передает управляющие сигналы от внешнего устройства к нервно-мышечной системе. Растет признание того, что реабилитационные парадигмы должны способствовать восстановлению координации мышц пациента до нормального паттерна во время тренировки, и FES может достичь этой цели, когда стимуляция применяется к набору мышц, естественная координация которых нарушена. По этой причине FES является очень многообещающей интервенционной стратегией. Существующие парадигмы FES, однако, дали неоднозначные результаты в предыдущих клинических испытаниях, особенно для хронически выживших, вероятно, потому, что либо стимуляция применялась только к одной или нескольким мышцам, либо схема стимуляции не имитировала естественную модель координации мышц во время ходьбы. Многомышечный ФЭС, применяемый к большему функциональному набору мышц и управляемый их естественным паттерном координации, может направлять мышечную активацию к нормальному паттерну за счет нейропластичности, таким образом, восстанавливая нарушения на уровне дефицита мышечной активации.

Первая цель нашего проекта — использовать носимый 10-канальный ФЭС для доставки мультимышечного ФЭС к мышцам нижних конечностей. Участники попытаются реабилитировать походку людей, переживших хронический инсульт, в течение 12 тренировок, стимулируя несколько мышц в их естественной координации с помощью нашего носимого устройства. Таким образом, участники будут использовать теорию мышечной синергии из моторной нейробиологии, чтобы направлять наш персональный выбор мышц для FES. Мышечные синергии представляют собой гипотетические нейронные модули моторного контроля, которые координируют пространственно-временные паттерны активации нескольких мышц. Наша настраиваемая модель FES для каждого человека, пережившего инсульт, будет построена на основе нормальной мышечной синергии, которая отсутствует в мышечном образце человека, пережившего инсульт во время ходьбы. Поскольку мышечные синергии представляют собой естественные единицы контроля движений, используемые нервной системой, усиление их активации с помощью ФЭС должно привести к восстановлению нормальной нервно-мышечной координации и, таким образом, к более естественной походке после тренировки.

Наша вторая цель - оценить эффективность нашей парадигмы FES путем оценки синергии мышц ходьбы и ходьбы в паретичных и непаретичных ногах тренированных выживших после инсульта до, после и через 1 месяц после нашего вмешательства. При этом участники надеются выяснить, может ли синергия мышц нижних конечностей быть физиологически обоснованным маркером двигательных нарушений у выживших после инсульта.

Если наша многомышечная ФЭС, основанная на мышечной синергии, действительно эффективна, наша стратегия поможет многим инвалидам, пережившим хронический инсульт, восстановить подвижность, таким образом, качество жизни в ближайшие десятилетия будет намного выше. Клиническое и общественное влияние нашего исследования будет огромным.