Kliininen tutkimuskokoelma|Puettava EEG-pohjainen avustava BCI-järjestelmä aivohalvauksen kuntoutukseen

Mar 14, 2023

Tutkimus tausta
BCI:n ja apurobotin yhdistelmä on uusi hoitomuoto aivohalvauksen kuntoutukseen. Suurin osa nykyisestä tutkimuksesta perustuu kuitenkin monimutkaisiin järjestelmäasennuksiin, kalliisiin ja tilaa vieviin laitteisiin. Tässä tutkimuksessa käden toiminnan kuntoutukseen tarkoitettu puettava EEG-aivo-tietokoneliitäntäjärjestelmä on suunniteltu suorittamaan kliinisiä kokeita. Tämä järjestelmä koostuu mukautetusta EEG-korkista, kaupallisesta vahvistimesta ja käden eksoskeletosta. Lisäksi järjestelmä sisältää visuaalisen käyttöliittymän käyttäjien avuksi. Kokeeseen otettiin kuusi tervettä osallistujaa ja kaksi aivohalvauspotilasta varmistaakseen järjestelmän turvallisuuden ja tehokkuuden.

Menetelmä

Järjestelmän turvallisuuden ja tehokkuuden varmistamiseksi 6 tervettä henkilöä (1 nainen ja 5 miestä, iältään 23 ± 3 vuotta) Shanghai Jiao Tong -yliopistosta ja 2 aivohalvauspotilasta (kaikki oikeakätiset) Huashanin sairaalan kuntoutusosastolta tutkittiin. rekrytoitu osallistumaan tutkimukseen. Jokaiselle koehenkilölle suoritettiin 6-minuuttinen harjoitus, jossa koehenkilöt suorittivat oikean käden motorisen suorituksen (siivosivat potilaan sairastuvaa kättä liikeyrityksen tekemiseksi) visuaalisten vihjeiden mukaan. Näytön oikealle tai keskelle ilmestyy punainen suorakulmio, joka osoittaa toiminnon suorittamisen (tai yrityksen) tai levon. Tehtävä kestää 4 sekuntia, kunnes valkoinen risti katoaa. On suositeltavaa, että terveet koehenkilöt toistavat nyrkkien puristamisen ja ojentamisen 3-4 kertaa, ja aivohalvauspotilaita neuvotaan yrittämään motorista toimintaa motoristen tehtävien aikana. Verkkotesti oli samanlainen kuin harjoituskerta, paitsi että kaikki punaiset suorakulmiot ilmestyivät näytön keskelle, jolloin koehenkilöt saattoivat valita, liikuttavatko kättään (tai harjoitusyritystä) tai lepäävätkö ne mielensä mukaan. Testitulokset toimitetaan käyttäjille visuaalista ja proprioseptiivista palautetta näytön ja käden eksoskeleton kautta pian tehtävän suorittamisen jälkeen. Online-koeajoja on kolme, joista jokainen sisältää 20 koetta. Jokainen kohde voi levätä juoksujen välillä. Kaikkia koehenkilöitä pyydettiin pidättäytymään kaikista ylimääräisistä kasvojen tai käsivarsien lihasliikkeistä koko kokeen ajan.

Tulos

Keskimääräinen tarkkuus offline- ja online-koulutuksessa on 84,91 prosenttia ja 79,38 prosenttia. Seitsemän koehenkilön online-tarkkuus oli yli 70 prosenttia, viidellä yli 80 prosenttia ja yhdellä yli 90 prosenttia.

Tapahtumaan liittyvä spektrihäiriö (ERSP) osoitti senSensomotorinen aivokuori aktivoitui molemmissa ja vyöhykkeissä oikean käden liikeharjoittelun aikana, voimakkaampi aktivaatio samalla puolella.Sillä välin, kuten odotettiin, hallitsematon tila ei osoittanut merkittävää aktivaatiota C3- tai C4-kanavilla. Verkkotestissä sekä vasen että oikea pallonpuolisko aktivoitiin suorittamaan oikeankätisiä liikkeitä.

 

Johtopäätös

Tämä tutkimus esittelee puettavan aivojen ja tietokoneen liitäntäjärjestelmän käsien toiminnan kuntoutukseen aivohalvauksen jälkeen. Motorisen tehtävän eriyttämisen tulokset vahvistavat alustavasti tämän laitteen toteutettavuuden, mikä osoittaa suurta kliinistä sovelluspotentiaalia.

Viite: Qin Z, Xu Y, Shu X, et ai. eConHand: Wearable Brain-Computer Interface System for Stroke Rehabilitation[C]// 2019 9th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER). IEEE, 2019.