Functional electrical stimulation assisted walking in spinal cord injured persons with an incomplete motor function loss: evaluation of the control and capacity

With new developments in traumatology medicine, the proportion of spinal cord injured persons with an incomplete motor function loss (SCI-IMFL) is likely to continue to rise, making it increasingly important to develop treatment strategies and understand the factors that can enhance recovery of walking following spinal cord injury. The effect of long term use of functional electrical stimulation (FES) assisted walking by SCI-IMFL was evaluated. It was shown that FES assisted walking alone modified the locomotor angular pattern but this modification remained constant with training time. Furthermore. FES assisted walking alone had a minimal effect on the speed, spatio-temporal parameters, and physiological cost of walking but all parameters improved with time of training. To better understand the factors involved in the therapeutic effect of FES assisted walking. It is hypothesised that the evaluation of the locomotor behaviour should include new protocol that will necessitate an adaptation to the locomotor pattern like obstructed walking. In our studies of obstructed walking, we have shown that able-bodied participants clear unilateral obstacles of low to moderate height by scaling the increase of their toe trajectory to match the height of the obstacle. This increase in toe height was caused by the generation and modulation of a new knee flexor power generation burst at the initiation of the swing phase that was linearly related to the obstacle height. Even though SCI-IMFL adapt their walking pattern to clear an obstacle, it was shown that this adaptation is different from the one seen in able-bodied participants. SCI-IMFL have a greater increase in their knee flexion in comparison with able-bodied participants and seem to raise their greater trochanter height more than able-bodied participants for obstacles of low heights. One striking result is that none of the SCIIMFL increased their hip flexion when clearing the obstacle.La population de blessé médullaire ayant une incapacité motrice partielle (BMI) continuera probablement d'augmenter grâce à l’amélioration des connaissances en médecine de la traumatologie. Ce fait suggère un accroissement de la nécessite de développer de nouvelles stratégies de traitement pour la récupération de la marche chez les BMI. De plus, ces nouvelles stratégies de traitement doivent être basées sur une compréhension accrue des facteurs de récupération de la marche. La première partie de la thèse rapporte les changements concomitants à l'utilisation de la marche assistée par stimulation électrique fonctionnelle (SEF). Les résultats de cette étude démontrent que la marche assistée par SEF, seule, modifie le patron angulaire de la marche mais que ces changements restent sensiblement stables tout au long de la période d'entrainement. De plus, la marche assistée par SEF a un effet minimal sur la vitesse, les paramètres spatio-temporels et le cout énergétique de la marche. Cependant, tous ces paramètres s'améliorent avec la période d'entrainement. Ces études démontrent la nécessite de développer de nouveau protocole d'évaluation de la marche pour mieux comprendre les facteurs impliqués dans cet effet thérapeutique. Pour ce faire, nous avons étudié la marche obstruée. Nos études sur la marche obstruée démontrent que chez les participants normaux I' augmentation de la hauteur des orteils est identique à la hauteur de l'obstacle. De plus, cette augmentation de la hauteur des orteils est le produit de la génération et la modulation d'une nouvelle bouffée de génération de puissance par les muscles fléchisseurs du genou au moment de l'initiation de la phase d'oscillation. L'amplitude de cette nouvelle bouffée est reliée de façon linéaire à la hauteur de l'obstacle. Il est aussi démontré que les BMI adaptent leur patron de marche lorsqu'ils passent un obstacle. Cependant, cette adaptation est différente de celle des participants normaux. Lorsque les BMI pas sent un obstacle de basse hauteur, ils ont une augmentation de leur flexion du genou lors du passage de l'obstacle ainsi qu'une tendance à augmenter l'élévation de leur grand trochanter en comparaison avec les participants normaux. Il est remarquable qu'aucun BMI augmente leur flexion de la hanche lorsqu'ils passent un obstacle