Kliiniliste uuringute kogu|Kantav EEG-põhine abistav BCI-süsteem insuldi taastamiseks

Mar 14, 2023

Uurimistöö taust
BCI ja abiroboti kombinatsioon on insuldi taastusravi uus ravimeetod. Suurem osa olemasolevatest uuringutest põhineb aga keerukatel süsteemi seadistustel, kallitel ja mahukatel seadmetel. Selles uuringus on kantav EEG aju-arvuti liidese süsteem käte funktsioonide taastamiseks mõeldud kliinilise uuringu tegemiseks. See süsteem koosneb kohandatud EEG-korgist, kaubanduslikust võimendist ja käe eksoskeletist. Lisaks sisaldab süsteem kasutajate mugavuse huvides visuaalset liidest. Uuringusse kaasati kuus tervet osalejat ja kaks insuldihaiget, et kontrollida süsteemi ohutust ja tõhusust.

meetod

Süsteemi ohutuse ja tõhususe kontrollimiseks uuriti 6 tervet isikut (1 naine ja 5 meest vanuses 23±3 aastat) Shanghai Jiao Tongi ülikoolist ja 2 insuldipatsienti (kõik parema käega haiged) Huashani haigla taastusraviosakonnast. värvati uuringus osalema. Iga katsealuse jaoks viidi läbi 6-minutiline treening, mille käigus katsealused sooritasid visuaalsete näpunäidete järgi parema käe motoorseid harjutusi (liigutuskatse tegemiseks patsiendi kahjustatud kätt). Ekraani paremale või keskele ilmub punane ristkülik, mis näitab vastavalt toimingu sooritamist (või katset) või puhkust. Ülesanne kestab 4 sekundit, kuni valge rist kaob. Tervetel katsealustel soovitatakse korrata rusikate kokku surumist ja sirutamist 3-4 korda ning insuldihaigetel soovitatakse motoorsete ülesannete ajal motoorseid katseid teha. Veebitest sarnanes treeningule, välja arvatud see, et ekraani keskele ilmusid kõik punased ristkülikud, mis võimaldasid katsealustel valida, kas liigutada oma kätt (või harjutust) või puhata. Testi tulemused edastatakse kasutajatele visuaalse ja propriotseptiivse tagasiside kaudu ekraani ja käe eksoskeleti kaudu vahetult pärast ülesande täitmist. Internetis on kolm testimist, millest igaüks sisaldab 20 katset. Iga katsealune võib jooksude vahel puhata. Kõigil katsealustel paluti kogu katse vältel hoiduda näo- või käelihaste täiendavatest liigutustest.

Tulemus

Võrguühenduseta ja veebipõhise koolituse keskmine täpsus on vastavalt 84,91 protsenti ja 79,38 protsenti. Seitsmel katsealusel oli veebipõhine täpsus üle 70 protsendi, viiel üle 80 protsendi ja ühel üle 90 protsendi.

Sündmustega seotud spektraalne häiritus (ERSP) näitas sedaparema käe liikumise treeningu ajal aktiveerus sensomotoorne ajukoor mõlemas ja ribades, tugevama aktivatsiooniga samal küljel.Samal ajal, nagu oodatud, ei näidanud kontrollimatu olek C3 ega C4 kanalitel olulist aktiveerimist. Veebitestis aktiveeriti paremakäeliste liigutuste tegemiseks nii vasak kui ka parem poolkera.

 

Järeldus

See uuring demonstreerib kantavat aju-arvuti liidesesüsteemi käte funktsioonide taastamiseks pärast insulti. Motoorsete ülesannete eristamise tulemused kinnitavad esialgselt selle seadme teostatavust, mis näitab suurt kliinilist rakenduspotentsiaali.

Viide: Qin Z, Xu Y, Shu X jt. eConHand: kantav aju-arvuti liidese süsteem insultide taastamiseks[C]// 2019 9th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER). IEEE, 2019.