Înțelegerea manevrei stand-to-sit Implicații pentru neuroprotezele sistemului motor după paralizie
Sarah R. Chang
1 Louis Stokes Cleveland Department of Veterans Affairs Medical Center, Cleveland, OH
2 Departamentul de Inginerie Biomedică, Case Western Reserve University, Cleveland, OH
Rudi Kobetic
1 Louis Stokes Cleveland Department of Veterans Affairs Medical Center, Cleveland, OH
Ronald J. Triolo
1 Louis Stokes Cleveland Department of Veterans Affairs Medical Center, Cleveland, OH
3 Departamentul de Ortopedie, Case Western Reserve University, Cleveland, OH
Abstract
Funcțiile în picioare, în picioare și în mers pot fi restabilite persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării prin contractarea mușchilor paralizați ai șoldului, genunchiului și gleznei cu stimulare electrică. Restaurarea acestor funcții utilizând stimularea electrică necesită activare controlată pentru a oferi mișcări coordonate. Cu toate acestea, manevra stand-to-sit (STS) implică contracții excentrice ale cvadricepsului pentru a controla coborârea corpului în poziția așezat, ceea ce este dificil de realizat doar prin stimulare și prezintă provocări unice neuroprotezelor membrelor inferioare. În acest studiu, am examinat biomecanica manevrei STS la cinci indivizi nedizabili și cinci utilizatori ai unei neuroproteze implantate. Utilizatorii de neuroproteză s-au bazat foarte mult pe membrele superioare în timpul STS, cu forțe de susținere de vârf de aproximativ 25% din greutatea corporală și au prezentat o accelerație verticală medie la impact de șase ori mai mare decât cea a subiecților nedisabili (p Cuvinte cheie: biomecanică, stimulare neuromusculară funcțională, forță de impact, neuroproteză, paralizie, SCI, leziuni ale măduvei spinării, stand-to-sit, forța membrelor superioare, accelerație verticală
INTRODUCERE
Neuroprotezele care utilizează stimulare neuromusculară funcțională (FNS) pot restabili mobilitatea în picioare și personală pentru persoanele cu leziuni ale măduvei spinării (SCI) [1-2]. Micii curenți electrici aplicați pe nervii periferici intacti determină contractarea mușchilor paralizați și produc forțele și cuplurile articulare necesare pentru a susține corpul împotriva prăbușirii și a genera mișcările necesare pasului [3-5]. Mobilitatea îmbunătățită datorită stimulării oferă, de asemenea, beneficii fizice și psihologice, cum ar fi condiția cardiovasculară, riscul redus de apariție a rănilor și o imagine de sine îmbunătățită [6-8]. În timp ce tranziția stând-în picioare [9], echilibrul în picioare și în picioare [10-12] și mersul cu stimulare [7,13-14] au fost studiate pe larg, manevra stand-to-sit (STS) a primit relativ puțină atenție. Controlul coborârii corpului și minimizarea impactului cu suprafața de așezare sunt obiective importante pentru o funcționare practică și sigură a neuroprotezelor la nivelul membrelor inferioare.
Una dintre principalele provocări pentru realizarea unei tranziții STS mai naturale și mai sigure este dificultatea de a controla contracțiile excentrice ale mușchilor extensori ai genunchiului cu stimulare electrică. Mușchii cvadricepsului trebuie să se prelungească lin și continuu, în timp ce sunt activați cu stimulare pentru a controla coborârea corpului în poziția așezat [15-16]. Interacțiunea complexă a informațiilor senzoriale legate de lungimea musculară, tensiunea, poziția articulației și momentul și accelerația care ar determina în mod normal dacă contracțiile mușchilor cvadricepsului trebuie ajustate pentru a controla mișcarea descendentă a corpului în timpul STS sunt lipsite sau insuficient integrate în neuroproteze existente la nivelul membrelor inferioare.