Sbírka klinického výzkumu|Nositelný asistenční BCI systém založený na EEG pro rehabilitaci mrtvice

Mar 14, 2023

Výzkum pozadí
Kombinace BCI a pomocného robota je novou léčbou pro rehabilitaci po cévní mozkové příhodě. Většina stávající studie je však založena na složitém nastavení systému, drahém a objemném zařízení. V této studii je nositelný systém rozhraní EEG mozek-počítač pro rehabilitaci funkce ruky navržen tak, aby provedl klinický test. Tento systém se skládá z přizpůsobené EEG čepice, komerčního zesilovače a exoskeletu ruky. Kromě toho systém obsahuje vizuální rozhraní pro pohodlí uživatelů. Do studie bylo zařazeno šest zdravých účastníků a dva pacienti s mrtvicí, aby se ověřila bezpečnost a účinnost systému.

Metoda

K ověření bezpečnosti a účinnosti systému bylo 6 zdravých subjektů (1 žena a 5 mužů ve věku 23 ± 3 let) z univerzity Shanghai Jiao Tong University a 2 pacienti s mrtvicí (všichni postiženi pravou rukou) z rehabilitačního oddělení nemocnice Huashan. přijatých k účasti ve studii. Pro každý subjekt byl proveden 6-minutový trénink, ve kterém subjekty prováděly pohyb pravé ruky (pohladit postiženou ruku pacienta, aby se pokusil o pohyb) podle vizuálních podnětů. Napravo nebo uprostřed obrazovky se objeví červený obdélník, který označuje provedení akce (nebo pokus) nebo odpočinek. Úkol trvá 4 sekundy, dokud bílý křížek nezmizí. Doporučuje se, aby zdraví jedinci opakovali zatínání a natahování pěstí 3-4krát a pacienti s cévní mozkovou příhodou byli instruováni, aby se během motorických úkolů pokoušeli o motoriku. Online test byl podobný tréninkové relaci s tím rozdílem, že se ve středu obrazovky objevily všechny červené obdélníky, které umožňovaly subjektům vybrat si pohyb rukou (nebo pokus o cvičení) nebo odpočinek podle libosti. Výsledky testů jsou uživatelům poskytovány vizuální a proprioceptivní zpětnou vazbou prostřednictvím obrazovky a exoskeletu ruky krátce po dokončení úkolu. Existují tři online testovací běhy, z nichž každý obsahuje 20 zkoušek. Každý subjekt může mezi běhy odpočívat. Všechny subjekty byly požádány, aby se během experimentu zdržely jakýchkoli dalších pohybů svalů obličeje nebo paží.

Výsledek

Průměrná přesnost offline a online školení je 84,91 procenta a 79,38 procenta. Sedm subjektů mělo online přesnost více než 70 procent, pět více než 80 procent a jeden více než 90 procent.

Ukázala to spektrální porucha související s událostmi (ERSP).senzomotorická kůra byla aktivována v obou a pásmech během tréninku pohybu pravé ruky, se silnější aktivací na stejné straně.Mezitím, jak se očekávalo, nekontrolovaný stav nevykazoval žádnou významnou aktivaci na kanálech C3 ani C4. V online testu byla aktivována levá i pravá hemisféra k provádění pohybů pravou rukou.

 

Závěr

Tato studie demonstruje nositelný systém rozhraní mozek-počítač pro rehabilitaci funkce ruky po mrtvici. Výsledky diferenciace motorických úloh předběžně potvrzují proveditelnost tohoto zařízení, které vykazuje velký klinický aplikační potenciál.

Odkaz: Qin Z, Xu Y, Shu X, et al. eConHand: Wearable Brain-Computer Interface System for Stroke Rehabilitation[C]// 2019 9. mezinárodní konference IEEE/EMBS o neuronovém inženýrství (NER). IEEE, 2019.