Daily assistance of gait in chronic stroke survivors using a multi-channel neuroprosthesis with textile electrodes

Stroke is a neurological disorder that often leads to motor impairments that can significantly impact the quality of life of the subjects. Functional Electrical Stimulation (FES) has proven to be an effective tool for promoting neuroplasticity and motor relearning in neurological patients. This study aims to evaluate the orthotic effects of FES on the gait of chronic post-stroke patients, in which the electrostimulation is delivered by NeuroSkin v2 device developed by Kurage (Lyon, 69007, FR). NeuroSkin v2 is a neuroprosthesis embedded with multi-channel textile electrodes designed to assist functional movements in individuals with neurological disorders. Additionally, the device contains a set of Inertial Measurement Units (IMUs), which allows to perform motion analysis. Consequently, this study also seeks to validate the gait analysis performed by NeuroSkin, considering the optoelectronic system as the gold standard. A total of nine participants were included, and both spatiotemporal and kinematic parameters were analyzed in order to assess any orthotic improvements. Four gait sessions per participants were recorded: two baseline sessions (with and without FES), followed by two post-treatment sessions (with and without FES) after a 10-minute period of walking with FES. Results demonstrated that FES has a significant orthotic effect on spatiotemporal parameters (walking speed, step length and swing speed of the affected side), as well as on some kinematic variables. Moreover, NeuroSkin v2 proved to be a valid tool for gait analysis, particularly for assessing walking speed, which is widely used as an indicator of clinical progress in post-stroke patients. These findings demonstrate the potential of NeuroSkin v2 as an effective assistive tool for post-stroke rehabilitation.

L’ictus è un disturbo neurologico che spesso causa deficit motori in grado di influire significativamente sulla qualità della vita dei soggetti. La Stimolazione Elettrica Funzionale (SEF) si è dimostrata uno strumento efficace per promuovere la neuroplasticità e il riapprendimento motorio nei pazienti neurologici. Questo studio si propone di valutare gli effetti ortotici della SEF sul cammino di pazienti cronici post-ictus, in cui l’elettrostimolazione è fornita dal dispositivo NeuroSkin v2, sviluppato da Kurage (Lione, 69007, FR). NeuroSkin v2 è una neuroprotesi dotata di elettrodi tessili multi-canale progettata per supportare movimenti funzionali in persone con disturbi neurologici. Inoltre, il dispositivo include un insieme di Unità di Misura Inerziale (IMU), che permettono di eseguire analisi del movimento. Di conseguenza, questo studio mira anche a validare l’analisi del cammino eseguita da NeuroSkin, considerando il sistema optoelettronico come standard di riferimento. Sono stati inclusi nove partecipanti e sono stati analizzati parametri spaziotemporali e cinematici al fine di valutare eventuali miglioramenti ortotici. Per ciascun partecipante sono state registrate quattro sessioni di cammino: due sessioni di base (con e senza SEF), seguite da due sessioni post-trattamento (con e senza SEF) dopo un periodo di cammino di 10 minuti con SEF. I risultati hanno dimostrato che la SEF ha un effetto ortotico significativo sui parametri spaziotemporali (velocità del cammino, lunghezza del passo e velocità di volo del lato affetto), così come su alcune variabili cinematiche. Inoltre, NeuroSkin v2 si è rivelato uno strumento valido per l’analisi del cammino, in particolare per la valutazione della velocità del cammino, ampiamente utilizzata come indicatore del progresso clinico nei pazienti post-ictus. Questi risultati dimostrano il potenziale di NeuroSkin v2 come strumento assistivo efficace per la riabilitazione post-ictus.