Zbirka kliničnih raziskav|Nosljiv podporni BCI sistem za rehabilitacijo po možganski kapi, ki temelji na EEG

Mar 14, 2023

Raziskovalno ozadje
Kombinacija BCI in pomožnega robota je novo zdravljenje za rehabilitacijo po možganski kapi. Vendar pa večina obstoječe študije temelji na zapletenih sistemskih nastavitvah, dragi in zajetni opremi. V tej študiji je nosljiv EEG vmesniški sistem možganov in računalnika za rehabilitacijo funkcij roke zasnovan za klinično preskušanje. Ta sistem je sestavljen iz prilagojene EEG kapice, komercialnega ojačevalnika in ročnega eksoskeleta. Poleg tega sistem vključuje vizualni vmesnik za udobje uporabnikov. Preskus je vključil šest zdravih udeležencev in dva bolnika z možgansko kapjo, da bi preverili varnost in učinkovitost sistema.

Metoda

Za preverjanje varnosti in učinkovitosti sistema je bilo vključenih 6 zdravih preiskovancev (1 ženska in 5 moških, starih 23 ± 3 leta) s šanghajske univerze Jiao Tong in 2 bolnika z možgansko kapjo (vsi s prizadetostjo desne roke) iz rehabilitacijskega oddelka bolnišnice Huashan. zaposlili za sodelovanje v študiji. Za vsakega subjekta je bila izvedena 6-minutna vadba, v kateri so subjekti izvajali motorično izvedbo desne roke (pacientovo prizadeto roko udari po možganski kapi za poskus gibanja) v skladu z vizualnimi znaki. Rdeč pravokotnik se pojavi na desni ali sredini zaslona, ​​kar označuje izvedbo dejanja (ali poskus) oziroma počitek. Naloga traja 4 sekunde, dokler beli križ ne izgine. Priporočljivo je, da zdravi subjekti 3-4-krat ponovijo stiskanje in iztegovanje pesti, bolnikom z možgansko kapjo pa se naroči, naj med motoričnimi nalogami izvajajo motorične poskuse. Spletni test je bil podoben treningu, le da so se vsi rdeči pravokotniki pojavili na sredini zaslona, ​​kar je subjektom omogočilo, da so se odločili za premikanje roke (ali poskus vadbe) ali počitek po želji. Rezultati testa so uporabnikom posredovani z vizualnimi in proprioceptivnimi povratnimi informacijami prek zaslona in ročnega eksoskeleta kmalu po zaključku naloge. Obstajajo trije spletni preskusi, od katerih vsak vsebuje 20 poskusov. Vsak predmet lahko počiva med vožnjami. Vse subjekte so prosili, naj se vzdržijo kakršnih koli dodatnih gibov mišic obraza ali rok med poskusom.

Rezultat

Povprečna natančnost offline in online usposabljanja je 84,91 odstotka oziroma 79,38 odstotka. Sedem subjektov je imelo spletno natančnost več kot 70 odstotkov, pet več kot 80 odstotkov in eden več kot 90 odstotkov.

Spektralna motnja, povezana z dogodki (ERSP), je to pokazalaSenzomotorični korteks je bil aktiviran v obeh pasovih in med treningom gibanja desne roke, z močnejšo aktivacijo na isti strani.Medtem, kot je bilo pričakovano, nenadzorovano stanje ni pokazalo pomembne aktivacije niti na kanalih C3 niti C4. V spletnem testu sta bili za izvajanje gibov z desno roko aktivirani tako leva kot desna hemisfera.

 

Zaključek

Ta študija prikazuje nosljiv sistem vmesnika možgani-računalnik za rehabilitacijo funkcij roke po možganski kapi. Rezultati diferenciacije motoričnih nalog preliminarno potrjujejo izvedljivost te naprave, ki kaže velik potencial klinične uporabe.

Referenca: Qin Z, Xu Y, Shu X et al. eConHand: Nosljiv vmesnik med možgani in računalnikom za rehabilitacijo po možganski kapi[C]// 2019 9. mednarodna konferenca IEEE/EMBS o nevronskem inženirstvu (NER). IEEE, 2019.