Zbirka kliničkih istraživanja|Nosivi pomoćni BCI sustav temeljen na EEG-u za rehabilitaciju nakon moždanog udara

Mar 14, 2023

Pozadina istraživanja
Kombinacija BCI i pomoćnog robota novi je tretman za rehabilitaciju nakon moždanog udara. Međutim, većina postojeće studije temelji se na složenim postavkama sustava, skupoj i glomaznoj opremi. U ovoj studiji, nosivi EEG sustav sučelja mozak-računalo za rehabilitaciju funkcije ruke dizajniran je za provođenje kliničkih ispitivanja. Ovaj sustav sastoji se od prilagođene EEG kapice, komercijalnog pojačala i ručnog egzoskeleta. Osim toga, sustav uključuje vizualno sučelje za praktičnost korisnika. Ispitivanje je uključilo šest zdravih sudionika i dva pacijenta s moždanim udarom kako bi se potvrdila sigurnost i učinkovitost sustava.

metoda

Kako bi se provjerila sigurnost i učinkovitost sustava, ispitano je 6 zdravih ispitanika (1 žena i 5 muškaraca, u dobi od 23±3 godine) sa Sveučilišta Jiao Tong u Šangaju i 2 pacijenta s moždanim udarom (svi zahvaćeni desnom šakom) s odjela za rehabilitaciju bolnice Huashan angažirani za sudjelovanje u studiji. 6--minutna sesija treninga provedena je za svakog subjekta, u kojoj su subjekti izvodili motoričku izvedbu desne ruke (udarac zahvaćene ruke pacijenta kako bi se pokušao pokret) prema vizualnim znakovima. Crveni pravokutnik pojavljuje se desno ili u sredini zaslona, ​​označavajući izvršenje akcije (ili pokušaj) ili odmor. Zadatak traje 4 sekunde dok ne nestane bijeli križ. Preporuča se da zdravi subjekti ponove stezanje i širenje šaka 3-4 puta, a pacijenti s moždanim udarom se upućuju na motoričke pokušaje tijekom motoričkih zadataka. Online test bio je sličan treningu, osim što su se svi crveni pravokutnici pojavili u sredini ekrana, što je omogućilo subjektima da izaberu pomicanje ruke (ili pokušaj vježbe) ili mirovanje po želji. Rezultati testa korisnicima se pružaju vizualne i proprioceptivne povratne informacije putem zaslona i egzoskeleta ruke ubrzo nakon završetka zadatka. Postoje tri online testna izvođenja, od kojih svaki sadrži 20 proba. Svaki subjekt se može odmoriti između trčanja. Svi subjekti su zamoljeni da se suzdrže od bilo kakvih dodatnih pokreta mišića lica ili ruku tijekom eksperimenta.

Proizlaziti

Prosječna točnost offline i online obuke je 84,91 posto odnosno 79,38 posto. Sedam ispitanika imalo je online točnost veću od 70 posto, pet više od 80 posto, a jedan više od 90 posto.

Spektralna perturbacija povezana s događajem (ERSP) je to pokazalasenzomotorni korteks se aktivirao u obje trake i tijekom treninga pokreta desne ruke, s jačom aktivacijom na istoj strani.U međuvremenu, kao što se očekivalo, nekontrolirano stanje nije pokazalo značajnu aktivaciju ni na C3 ni na C4 kanalima. U online testu, i lijeva i desna hemisfera bile su aktivirane za izvođenje pokreta desnom rukom.

 

Zaključak

Ova studija demonstrira nosivi sustav sučelja mozak-računalo za rehabilitaciju funkcije ruke nakon moždanog udara. Rezultati diferencijacije motoričkih zadataka preliminarno potvrđuju izvedivost ovog uređaja koji pokazuje veliki potencijal kliničke primjene.

Referenca: Qin Z, Xu Y, Shu X, et al. eConHand: Nosivi sustav sučelja mozak-računalo za rehabilitaciju nakon moždanog udara[C]// 2019 9. međunarodna IEEE/EMBS konferencija o neuronskom inženjerstvu (NER). IEEE, 2019.