Инновационная система управления электроэнергетикой с закрытой контукой для увеличения походки после инсульта

Функциональная электрическая стимуляция (FES)-это общий инструмент реабилитации, который включает в себя электрическую стимуляцию, приуроченную с функциональной задачей, чтобы увеличить функцию паретической мышцы у людей с нейропатологиями, такими как инсульт и повреждение спинного мозга. Строгость предыдущих исследований установила безопасность, а также как нейропротетические, так и терапевтические эффекты систем FES для стояния, ходьбы и схватки. Инсульт является основной причиной инвалидности, а подход является весьма распространенным дефицитом походки после инсульта, что приводит к недостаточной дорсифлексии голеностопного сустава во время фазы свинга и способствует снижению подвижности. Системы FES, которые корректируют подножку для улучшения функции походки и снижения риска падения, приобретают популярность, с коммерческими системами, такими как повышение потенциала перевода. Несмотря на их многообещающую функциональную ценность, доступность и положительные эффекты нейропластичности, современные системы FES имеют некоторые фундаментальные ограничения, которые ограничивают их клинический рецепт.

Цель этого проекта состоит в том, чтобы преодолеть два основных ограничения и технические пробелы в FES: быстрое начало мышечной усталости во время FES и отсутствие сложного контроля интенсивности FES с закрытым контуром. Большинство существующих систем FES не автоматически модулируют интенсивность стимуляции в ответ на мышечную усталость и могут чрезмерно стимулировать мышцы при фиксированной (открытой контуре) стимуляции или стратегии стимуляции на основе обратной связи используется для контроля интенсивности FES. Чтобы учесть это ограничение, исследователи стремятся разработать и клинически тестировать FES для улучшения инсультной походки с использованием систем управления FES, управляемыми данными.

Footrop-это очень распространенный дефицит походки после инсульта, что приводит к недостаточной дорсифлексии голеностопного сустава во время фазы свинга и снижения функциональной подвижности. FES, который представляет собой внешнее применение стимуляции для создания мышечных сокращений во время функциональной моторной задачи, может достичь потребностей мышечной силы во время стояния и ходьбы, а также помогать людям с инсультом и повреждением спинного мозга подвижность. FES для коррекции FOUNPROP является одним из самых популярных применений FES, что, как было показано, улучшает мобильность и уменьшает падения.

Хотя FES оказывает положительное влияние на функцию ходьбы, вызывает активные сокращения мышц и повышает возбудимость кортикомотора, FES не используется так обычно, как пассивная ортопедика. Большинство современных систем FES включают датчики движения для управления временем FES во время цикла походки (фаза паретического качания ноги). Тем не менее, ни одна из этих систем не обеспечивает автоматическое управление интенсивностью FES с закрытым контуром, так что оптимальная стимуляция может быть обеспечена для каждого шага, предотвращая чрезмерную стимуляцию, снижение усталости и поддержание оптимальной мышечной производительности для большего количества шагов. Кроме того, быстрое начало мышечной усталости во время FES вызвано синхронным, не селективным, повторяющимся рекрутированием в значительной степени утомляемых мышечных волокон.

Исследователи будут реализовать инновационный модельный контроллер (MPC) в сочетании с обратной связью на основе ультразвука в реальном времени для обеспечения оптимальной интенсивности FES и минимизации усталости.