Kolekcja badań klinicznych|Poręczny system wspomagający BCI oparty na EEG do rehabilitacji po udarze mózgu

Mar 14, 2023

Badania tle
Połączenie BCI i robota pomocniczego to nowe podejście do rehabilitacji poudarowej. Jednak większość istniejących badań opiera się na złożonych konfiguracjach systemów, drogim i nieporęcznym sprzęcie. W tym badaniu opracowano nadający się do noszenia system interfejsu mózg-komputer EEG do rehabilitacji funkcji ręki, który został zaprojektowany do przeprowadzenia próby klinicznej. Ten system składa się z dostosowanej nasadki EEG, komercyjnego wzmacniacza i ręcznego egzoszkieletu. Dodatkowo system zawiera interfejs wizualny dla wygody użytkowników. W badaniu wzięło udział sześciu zdrowych uczestników i dwóch pacjentów po udarze, aby zweryfikować bezpieczeństwo i skuteczność systemu.

metoda

Aby zweryfikować bezpieczeństwo i skuteczność systemu, 6 zdrowych osób (1 kobieta i 5 mężczyzn, w wieku 23 ± 3 lata) z Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju oraz 2 pacjentów po udarze mózgu (wszyscy z prawą ręką) z oddziału rehabilitacji szpitala Huashan zostali poddani zrekrutowani do udziału w badaniu. Dla każdego badanego przeprowadzono 6-minutową sesję treningową, podczas której badani wykonywali ruchy ruchowe prawej ręki (uderzali dotkniętą ręką pacjenta, aby wykonać próbę ruchu) zgodnie ze wskazówkami wizualnymi. Czerwony prostokąt pojawia się po prawej stronie lub na środku ekranu, wskazując odpowiednio wykonanie akcji (lub próbę) lub odpoczynek. Zadanie trwa 4 sekundy, aż biały krzyżyk zniknie. Zaleca się, aby osoby zdrowe powtarzały zaciskanie i prostowanie pięści 3-4 razy, a pacjentom po udarze mózgu zaleca się wykonywanie prób ruchowych podczas wykonywania zadań ruchowych. Test online był podobny do sesji treningowej, z tą różnicą, że wszystkie czerwone prostokąty pojawiały się na środku ekranu, co pozwalało badanym wybrać ruch ręką (lub próbę ćwiczenia) lub odpoczynek. Wyniki testów są przekazywane użytkownikom poprzez wizualną i proprioceptywną informację zwrotną za pośrednictwem ekranu i egzoszkieletu ręki wkrótce po zakończeniu zadania. Dostępne są trzy przebiegi testów online, z których każdy zawiera 20 prób. Każdy badany może odpoczywać pomiędzy biegami. Wszyscy badani zostali poproszeni o powstrzymanie się od jakichkolwiek dodatkowych ruchów mięśni twarzy lub ramion podczas całego eksperymentu.

Wynik

Średnia dokładność szkolenia offline i online wynosi odpowiednio 84,91 procent i 79,38 procent. Siedmiu badanych miało dokładność online ponad 70 procent, pięciu ponad 80 procent, a jeden ponad 90 procent.

Pokazały to zaburzenia spektralne związane ze zdarzeniami (ERSP).kora czuciowo-ruchowa została aktywowana w obu pasmach podczas treningu ruchu prawej ręki, z silniejszą aktywacją po tej samej stronie.W międzyczasie, zgodnie z oczekiwaniami, stan niekontrolowany nie wykazywał znaczącej aktywacji ani w kanałach C3, ani w C4. W teście online zarówno lewa, jak i prawa półkula były aktywowane do wykonywania ruchów praworęcznych.

 

Wniosek

To badanie demonstruje nadający się do noszenia system interfejsu mózg-komputer do rehabilitacji funkcji ręki po udarze. Wyniki różnicowania zadań motorycznych wstępnie potwierdzają wykonalność tego urządzenia, które wykazuje duży potencjał zastosowań klinicznych.

Źródło: Qin Z, Xu Y, Shu X i in. eConHand: nadający się do noszenia system interfejsu mózg-komputer do rehabilitacji po udarze [C]// 2019 9th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER). IEEE, 2019.