Effekt av en PBT i kombination med FES på personer med reaktiv balans med stroke

Bakgrund. Även om fall är multifaktoriella, är muskelsvaghet, gångbrist och försämrade kompensatoriska stegresponser viktiga bidragande faktorer för fall hos personer med stroke. Ur ett kontrollmekanisms perspektiv, postuleras det att stegstrategier kan representeras av muskelaktivitetsmönstret som utlöses via långslinga hjärnstamsvar med kortikal modulering. På grund av de sensorimotoriska försämringar, som vanligtvis observeras i strokepopulation, är komponenter i muskelsvar (tidiga och sena) dock försenade och mindre i amplitud, vilket påverkar de motoriska svaren på oväntade balansrubbningar. Störningsbaserad balansträning är en ny terapeutisk strategi som innefattar exponering för upprepade störningar på stödytan som simulerar miljöstörningar som halkar och snubblar för att framkalla snabba reaktiva balansreaktioner. Dessutom har det beskrivits att reaktiv balanskontroll och sensorimotorisk anpassning är beroende av svårighetsgraden av motorisk funktionsnedsättning. Utveckling av terapeutiska insatser som syftar till att minska träningstider och/eller underlätta inkluderingen av personer med måttlig till svår sensorimotorisk funktionsnedsättning är därför avgörande för implementeringen av protokoll för reaktiv balansträning i klinisk praxis.

I föreliggande förslag syftar utredarna till att undersöka om en 4-veckors störningsbaserad balansträning kan förbättra kinematiska och spatiotemporala parametrar för reaktiv balanskontroll, och kinematiska och neuromuskulära gångparametrar, beskrivna som prediktorer för tidiga fallrisk, hos personer med stroke. Dessutom syftar utredarna till att fastställa om en funktionsnedsättningsorienterad intervention som syftar till att korrigera gångmönstren under den föreslagna gångstörningsträningen, med hjälp av en riktad neuromuskulär elektrisk stimulering (NMES) applicerad på rectus femoris och tibialis anterior muskler, skulle kunna öka de potentiella fördelarna av det föreslagna träningsprotokollet bland strokepopulationen.

Metoder. Studien använder en primär tvåarmad randomiserad, kontrollerad design för att undersöka effekterna av en 4-veckors störningsbaserad balansträning med och utan riktad NMES på reaktiv balanskontroll och prediktorer för tidiga gångfallsrisker i strokepopulationen. Fyrtio deltagare kommer att slumpmässigt tilldelas (1:1) till NMES (n=20) eller No-NMES-gruppen (N=20). Deltagarna kommer att uppmanas att gå över en sex gånger två meter datorstyrd rörlig plattform med en självvald hastighet. Halkliknande störningar kommer att induceras av enhetens programvara som flyttar plattformen 12 tum framåt i 0,46 m/s med en acceleration på 9,4 m/s2. För varje träningspass kommer deltagarna att uppmanas att gå över den datorstyrda rörliga plattformen i sex block om tio gångförsök, bland vilka det kommer att finnas fyra störningsförsök per block. Totalt kommer alla deltagare att uppleva 24 störningsförsök per träningspass. Deltagarna kommer att bli ombedda att komma till laboratoriet två gånger i veckan, så varje deltagare kommer att genomföra 8 störningsbaserade balansträningspass.

Följande utfallsmått kommer att bedömas i föreliggande forskningsförslag: Störningsresultat (fall eller återhämtning), stabilitet i masscentrum (CoM) och lemstöd för det glidande (paretiska) benet. Alla dessa resultatmått kommer att bedömas efter en externt inducerad balansstörning före och efter den 4 veckor långa störningsbaserade balansträningen. Å andra sidan kommer steg-till-steg-övergång och förändrade neuromusukklara mönster, båda beskrivna som prediktorer för tidig fallrisk och bedömda genom kraftplattform respektive elektromyografi (EMG), att bedömas under ett 5 minuters gångtest på löpbandet vid ett självvalt hastighet före och efter träningen.

Förväntat resultat. Utredarna förväntar sig att när det föreslagna träningsprotokollet är klart kommer deltagarna att visa färre laboratoriefall och högre CoM-stabilitet och lemstödsvärden efter att ha upplevt en "halkliknande" gångstörning jämfört med en baslinjebedömning. På liknande sätt kommer deltagarna att visa förbättrade värden i steg-till-steg-övergång (aktiv lägesövergång) och mindre avvikelser från normala värden för EMG-mönster i nedre extremiteter, jämfört med en baslinjeutvärdering. När det gäller det andra målet förväntar sig utredarna att när det föreslagna träningsprotokollet är klart kommer gruppen personer med stroke som kommer att utföra den störningsbaserade balansträningen med gångmönstret korrigerat (NMES-gruppen) att visa färre laboratoriefall och högre CoM stabilitet och lemstödsvärden efter att ha upplevt en "glidliknande" gångstörning, och förbättrade värden i steg-till-steg-övergång (aktiv lägesövergång) med mindre avvikelser från friska deltagares EMG-mönster i nedre extremiteter, under en instrumenterad gångbedömning, jämfört till No NMES-gruppen.

Forskarna tror att beskrivningen av förändringar på kinematiska, spatiotemporala och neuromuskulära parametrar efter ett reaktivt balansträningsprotokoll skulle kunna bidra till en bättre förståelse av mekanismerna bakom kompensatoriska strategier som syftar till att återfå postural kontroll hos personer med stroke. Vidare tror forskarna att resultaten av detta projekt kan vara användbara för att utveckla nya och effektiva terapeutiska strategier för att minska fall i strokepopulationen och kan bidra till att underlätta översättningen av störningsbaserad balansträning till klinisk praktik.