Zbierka klinického výskumu|Nositeľný asistenčný systém BCI na EEG na rehabilitáciu mŕtvice

Mar 14, 2023

Pozadie výskumu
Kombinácia BCI a pomocného robota je novou liečbou rehabilitácie po cievnej mozgovej príhode. Väčšina existujúcich štúdií je však založená na zložitých systémových nastaveniach, drahých a objemných zariadeniach. V tejto štúdii je nositeľný systém rozhrania EEG mozog-počítač na rehabilitáciu funkcie ruky navrhnutý na vykonanie klinického skúšania. Tento systém sa skladá z prispôsobeného EEG uzáveru, komerčného zosilňovača a ručného exoskeletu. Okrem toho systém obsahuje vizuálne rozhranie pre pohodlie používateľov. Do štúdie bolo zaradených šesť zdravých účastníkov a dvaja pacienti s mŕtvicou, aby sa overila bezpečnosť a účinnosť systému.

Metóda

Na overenie bezpečnosti a účinnosti systému bolo 6 zdravých jedincov (1 žena a 5 mužov vo veku 23 ± 3 rokov) z univerzity Shanghai Jiao Tong University a 2 pacienti s mŕtvicou (všetci postihnutí pravou rukou) z rehabilitačného oddelenia nemocnice Huashan. prijatých na účasť v štúdii. Pre každý subjekt sa uskutočnil 6-minútový tréning, v ktorom subjekty vykonávali pohyb pravej ruky (pohladili postihnutú ruku pacienta, aby sa pokúsili o pohyb) podľa vizuálnych podnetov. Napravo alebo v strede obrazovky sa zobrazí červený obdĺžnik, ktorý označuje vykonanie akcie (alebo pokus) alebo odpočinok. Úloha trvá 4 sekundy, kým nezmizne biely krížik. Odporúča sa, aby zdravé subjekty opakovali zatínanie a naťahovanie pästí 3-4-krát a pacienti s mozgovou príhodou boli poučení, aby počas motorických úloh robili motorické pokusy. Online test bol podobný tréningu, až na to, že všetky červené obdĺžniky sa objavili v strede obrazovky, čo umožnilo subjektom zvoliť si pohyb ruky (alebo pokus o cvičenie) alebo odpočinok. Výsledky testov sa používateľom poskytujú vizuálnou a proprioceptívnou spätnou väzbou prostredníctvom obrazovky a exoskeletu ruky krátko po dokončení úlohy. Existujú tri online testovacie jazdy, z ktorých každá obsahuje 20 testov. Každý subjekt môže medzi behmi odpočívať. Všetky subjekty boli požiadané, aby sa počas experimentu zdržali akéhokoľvek ďalšieho pohybu svalov tváre alebo rúk.

Výsledok

Priemerná presnosť offline a online školení je 84,91 percenta a 79,38 percenta. Sedem subjektov malo online presnosť viac ako 70 percent, päť viac ako 80 percent a jeden viac ako 90 percent.

Ukázala to spektrálna porucha súvisiaca s udalosťou (ERSP).senzomotorická kôra bola aktivovaná v oboch a pásoch počas tréningu pohybu pravej ruky, so silnejšou aktiváciou na tej istej strane.Medzitým, ako sa očakávalo, nekontrolovaný stav nevykazoval žiadnu významnú aktiváciu na kanáloch C3 ani C4. V online teste bola aktivovaná ľavá aj pravá hemisféra na vykonávanie pohybov pravou rukou.

 

Záver

Táto štúdia demonštruje nositeľný systém rozhrania mozog-počítač na rehabilitáciu funkcie ruky po mŕtvici. Výsledky diferenciácie motorických úloh predbežne potvrdzujú realizovateľnosť tohto zariadenia, ktoré vykazuje veľký potenciál klinickej aplikácie.

Odkaz: Qin Z, Xu Y, Shu X, et al. eConHand: Wearable Brain-Computer Interface System for the Strok Rehabilitation[C]// 2019 9 medzinárodná konferencia IEEE/EMBS o neurónovom inžinierstve (NER). IEEE, 2019.