Klinikai Kutatási Gyűjtemény|Hordható EEG-alapú asszisztens BCI-rendszer a stroke-rehabilitációhoz

Mar 14, 2023

Kutatási háttér
A BCI és a segédrobot kombinációja a stroke-rehabilitáció új kezelési módja. A meglévő tanulmányok többsége azonban összetett rendszerbeállításokon, drága és terjedelmes berendezéseken alapul. Ebben a tanulmányban egy hordható EEG agy-számítógép interfész rendszert a kézműködés rehabilitációjára terveztek klinikai vizsgálat elvégzésére. Ez a rendszer testreszabott EEG-sapkából, kereskedelmi erősítőből és kézi külső vázból áll. Ezenkívül a rendszer a felhasználók kényelmét szolgálja a vizuális felülettel. A vizsgálatba hat egészséges résztvevőt és két stroke-os beteget vontak be, hogy ellenőrizzék a rendszer biztonságát és hatékonyságát.

Módszer

A rendszer biztonságának és hatékonyságának ellenőrzése érdekében 6 egészséges alanyt (1 nő és 5 férfi, 23±3 évesek) a Shanghai Jiao Tong Egyetemről és 2 stroke-beteget (minden jobbkezes) a Huashan Kórház rehabilitációs osztályáról vizsgáltak meg. toboroztak a vizsgálatban való részvételre. Minden alanyhoz egy 6-perces tréninget végeztek, amelyben a személyek jobb kézi motoros végrehajtást hajtottak végre (simogatta a páciens érintett kezét, hogy mozgási kísérletet tegyen) a vizuális jelek alapján. Egy piros téglalap jelenik meg a képernyő jobb oldalán vagy közepén, jelezve a művelet végrehajtását (vagy kísérletét), illetve a pihenést. A feladat 4 másodpercig tart, amíg a fehér kereszt el nem tűnik. Javasoljuk, hogy az egészséges alanyok ismételjék meg az ökölbe szorítást és az ököl kinyújtását 3-4 alkalommal, és a stroke-betegeket arra utasítsák, hogy motoros feladatokat végezzenek. Az online teszt hasonló volt az edzéshez, azzal a különbséggel, hogy az összes piros téglalap megjelent a képernyő közepén, ami lehetővé tette az alanyoknak, hogy szabadon mozgatják a kezüket (vagy gyakorlati kísérletet) vagy pihenjenek. A teszteredményeket a felhasználók vizuális és proprioceptív visszajelzéssel látják el a képernyőn és a kézi exoskeletonon keresztül, röviddel a feladat befejezése után. Három online teszt fut, mindegyik 20 próbát tartalmaz. Minden alany pihenhet a futások között. Minden alanynak tartózkodnia kell minden további arc- vagy karizom-mozgástól a kísérlet során.

Eredmény

Az offline és az online képzés átlagos pontossága 84,91 százalék, illetve 79,38 százalék. Hét alany online pontossága több mint 70 százalék, öt alany 80 százaléknál nagyobb és egy alany több mint 90 százalék.

Az Eseményhez kapcsolódó Spectral Perturbation (ERSP) ezt mutatta mega szenzomotoros kéreg mindkét és sávban aktiválódott a jobb kéz mozgásának edzése során, ugyanazon az oldalon erősebb aktivációval.Mindeközben, ahogy az várható volt, az ellenőrizetlen állapot nem mutatott jelentős aktiválódást sem a C3, sem a C4 csatornákon. Az online teszt során a bal és a jobb agyféltekét is aktiválták a jobbkezes mozgások elvégzésére.

 

Következtetés

Ez a tanulmány egy hordható agy-számítógép interfész rendszert mutat be a stroke utáni kézműködés rehabilitációjára. A motoros feladat-differenciálás eredményei előzetesen megerősítik ennek az eszköznek a megvalósíthatóságát, amely nagy klinikai alkalmazási potenciált mutat.

Hivatkozás: Qin Z, Xu Y, Shu X et al. eConHand: Egy viselhető agy-számítógép interfész rendszer stroke-rehabilitációhoz[C]// 2019 9th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER). IEEE, 2019.