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Quanto è efficace la FES per le persone con lesioni al midollo spinale? Scopri come la stimolazione elettrica può cambiare le loro vite!
La tecnologia di stimolazione elettrica funzionale (FES) utilizza impulsi elettrici a bassa energia per produrre artificialmente movimenti del corpo in individui paralizzati da lesioni al sistema nervoso centrale. La tecnologia è progettata specificamente per generare contrazioni muscolari negli arti paralizzati, consentendo funzioni come afferrare, camminare, urinare e stare in piedi. Inizialmente, l'applicazione della FES era finalizzata alla progettazione di neuroprotesi per sostituire in modo permanente le funzioni danneggiate e aiutare i pazienti con lesioni del midollo spinale, traumi cranici, ictus e altre malattie neurologiche. Ciò significa che il paziente deve utilizzare il dispositivo ogni volta che desidera eseguire una funzione desiderata.
La FES, a volte chiamata stimolazione elettrica neuromuscolare (NMES), è stata utilizzata per somministrare una terapia volta a rieducare le funzioni motorie volontarie, come afferrare, raggiungere e camminare.
In questo caso, la FES viene utilizzata come terapia a breve termine con l'obiettivo di ripristinare la funzionalità autonoma anziché rendere il paziente dipendente dal dispositivo FES per tutta la vita, ed è pertanto chiamata terapia di stimolazione elettrica funzionale (FET o FEST). In breve, FEST è un intervento a breve termine che aiuta il sistema nervoso centrale di un individuo a reimparare a svolgere le funzioni compromesse, anziché renderlo dipendente da una neuroprotesi per il resto della sua vita. La sperimentazione clinica iniziale di fase II, condotta presso il KITE del Toronto Rehabilitation Institute, si è concentrata sull'applicazione di FEST per funzioni quali afferrare, raggiungere e camminare.
Principio
I neuroni sono cellule elettricamente attive. Le informazioni nei neuroni vengono codificate e trasmesse sotto forma di impulsi elettrici chiamati potenziali d'azione, che rappresentano variazioni transitorie del potenziale cellulare di circa 80-90 mV. I segnali neurali sono modulati in frequenza, il che significa che il numero di potenziali d'azione per unità di tempo è proporzionale all'intensità del segnale trasmesso. Le frequenze tipiche del potenziale d'azione sono comprese tra 4 e 12 Hz. La stimolazione elettrica può indurre artificialmente questo potenziale d'azione modificando il potenziale elettrico della membrana delle cellule nervose. I dispositivi FES sfruttano questa proprietà per stimolare elettricamente le cellule nervose, che possono poi attivare ulteriormente i muscoli o altri nervi.
Tuttavia, è necessario prestare particolare attenzione quando si progettano dispositivi FES sicuri, poiché la corrente che attraversa i tessuti può causare effetti indesiderati, come una ridotta eccitabilità o la morte cellulare.
La FES agisce solitamente stimolando i nervi o i punti in cui i nervi incontrano i muscoli. I fasci nervosi stimolati includono i nervi motori (nervi discendenti dal sistema nervoso centrale ai muscoli) e i nervi sensoriali (nervi ascendenti dagli organi di senso al sistema nervoso centrale). La corrente elettrica può stimolare i nervi motori e sensoriali. In alcune applicazioni, i nervi vengono stimolati per generare attività muscolare locale, vale a dire che la stimolazione è intesa a produrre una contrazione muscolare diretta. In altre applicazioni, la stimolazione viene utilizzata per attivare riflessi semplici o complessi.
Contesto storicoL'uso dell'elettrostimolazione risale all'antico Egitto, quando si credeva che posizionare pesci elettrici nell'acqua a contatto con gli esseri umani avesse effetti terapeutici. Originariamente la FES era chiamata elettroterapia funzionale e fu proposta da Liberson. Solo nel 1967 Moe e Post coniò il termine "stimolazione elettrica funzionale" e lo utilizzarono in un brevetto. Il brevetto Offner descrive un sistema per il trattamento del piede cadente. La prima generazione di dispositivi FES disponibili in commercio trattava il piede cadente stimolando il nervo surale.
Applicazioni comuni
Lesione del midollo spinaleLe lesioni del midollo spinale interferiscono con i segnali elettrici tra il cervello e i muscoli, causando una paralisi al di sotto della lesione. L'applicazione principale della FES è quella di ripristinare la funzionalità degli arti e regolare la funzionalità degli organi. La FES è anche utilizzata per trattare il dolore, la pressione e la prevenzione delle ulcere.
Ictus e recupero degli arti superiori
Dopo un ictus, i nervi periferici si rigenerano a una velocità di circa 1 mm al giorno. Nel tempo, il progresso della riparazione dei nervi è limitato dalla sottoregolazione dei meccanismi rigenerativi. È stato dimostrato che la FES è efficace nella gestione del dolore, riducendo le lussazioni della spalla e accelerando l'entità e la velocità del ritorno al movimento. Gli studi hanno dimostrato che i benefici della FES sono duraturi e durano almeno 24 mesi.
Piede cadente
Il piede cadente è un sintomo comune dell'emiplegia ed è caratterizzato dalla mancanza di dorsiflessione del piede durante la fase di oscillazione dell'andatura. La FES può compensare efficacemente la mancanza di dorsiflessione durante la deambulazione. Quando il tallone sta per lasciare la posizione di camminata, lo stimolatore invierà stimoli al nervo surale, provocando la contrazione dei muscoli preposti alla dorsiflessione.
In sintesi, la tecnologia FES ha un impatto significativo sulla qualità della vita dei pazienti con lesioni del midollo spinale, aiutandoli a recuperare determinate capacità funzionali e migliorando così la loro vita sociale e la loro salute mentale. Ma guardando al futuro, possiamo chiederci se questa tecnologia potrà avere applicazioni più ampie e aiutare più pazienti affetti da diverse patologie a ritrovare saggezza e possibilità nella vita.
