Účinek snímkování motoru s podporou mozku a počítače na přetrénování chůze u pacientů s mrtvicí

V první studii navrhujeme 20 subjektů, které prodělaly svou vůbec první hemoragickou nebo ischemickou subkortikální cévní mozkovou příhodu s postižením dolních končetin více než 9 měsíců před zařazením do studie. Subjekty budou rekrutovány ze stávajících pacientů ze skupiny pacientů studovaného lékaře a z doporučení ošetřujících lékařů. Během úvodní screeningové návštěvy bude ověřeno, že subjekt splňuje kritéria pro účast a pracovníci studie získají informovaný souhlas. Subjekty budou podrobně podrobně informovány o experimentálním postupu, rizicích a přínosech a jejich odpovědnosti během studie.

Jakmile je poskytnut souhlas, subjekty podstoupí relaci použitelnosti MI-BCI a pohodlně se usadí před obrazovkou počítače. Na hlavě subjektu se pohodlně nasadí EEG čepice pro záznam EEG stop jakýchkoli aktivovaných kortikálních oblastí. Subjekty pak budou instruovány, aby provedly úkol mentálního zobrazování, při kterém si budou představovat, jak správně chodí se svou postiženou nohou. Pro každý subjekt budou zaznamenány přesnosti klasifikace správného zobrazení motoru z klidového stavu z EEG. Subjekty, které získají přesnost vyšší než 57,5 ​​%, jsou považovány za způsobilé pro tréninkový program MI-BCI. Subjekty způsobilé pro výcvik MI-BCI poté podstoupí řadu funkčních hodnocení, včetně (1) funkčních klinických měření (test chůze 10 metrů a test Up-to-Go), (2) analýzy chůze, (3) hodnocení kortikální aktivity. pomocí TMS a (4) skenování MRI a DTI. (5) Psychologické testy včetně Beck Depression Inventory, stupnice závažnosti únavy, digitální test rozpětí. Před začátkem tréninku MI-BCI projdou subjekty ještě jednou kalibrací MI-BCI, která bude provedena úplně stejně jako sezení použitelnosti BCI, aby se shromáždila cennější data pro analýzu. Po dokončení všech 5 hodnocení a kalibraci MI-BCI lze začít s tréninkem MI-BCI ve frekvenci 3x týdně po dobu 4 týdnů. Postup tréninku MI-BCI je totožný s postupem v relaci použitelnosti BCI s tím rozdílem, že kreslená postavička na obrazovce počítače bude aktivována, aby šla vpřed, pokud subjekty úspěšně provedou přesné mentální zobrazování. Subjekty absolvující trénink MI-BCI budou muset provést 160 testů MI spolu s přidělenými dobami odpočinku (5 minut) každých 40 testů. Každá relace bude trvat přibližně 45 minut bez doby přípravy. Zaznamená se, kolikrát mohou subjekty úspěšně provést úkol MI a snadnost, s jakou jsou schopny úkol provést. Odlišné mozkové signály, jako je desynchronizace nebo synchronizace související s událostmi (ERD/ERS), jsou detekovatelné na EEG pro skutečné i domnělé motorické pohyby u zdravých subjektů. Pomocí této techniky MI-BCI, která převádí představivost pohybů do online příkazů, poskytuje slibný nervový komunikační systém pro pacienty s mrtvicí, kteří trpí motorickým postižením. Již dříve jsme spolupracovali s I2R-A*STAR BCI na návrhu BCI softwaru na míru pro synchronizaci se zesilovačem EEG. Účinnost tohoto na míru vyrobeného zařízení MI-BCI jsme prokázali na postižení cévní mozkové příhody horní končetiny, proto bude postup a použité vybavení zachováno identické s výjimkou softwarového rozhraní, které zobrazuje na obrazovce kreslenou postavičku. Subjekty podstoupí stejných pět hodnocení znovu na konci 4týdenního tréninku MI-BCI a 4–6 týdnů po posledním tréninku MI-BCI, v daném pořadí, včetně (1) funkčních klinických výsledků měření (test chůze na 10 metrů a Up-to-Go test), (2) analýza chůze, (3) hodnocení kortikální aktivity pomocí TMS a (4) MRI a DTI. (5) Psychologické testy včetně Beck Depression Inventory, stupnice závažnosti únavy, digitální test rozpětí.

Časovaný test up-and-go je měřením mobility. Zahrnuje řadu úkolů, jako je stání ze sedu, chůze, otáčení, zastavení a sezení. Při testu je osoba požádána, aby vstala ze standardní židle a ušla přibližně 3 metry, otočila se a vrátila se k židli a znovu se posadila. Test chůze na 10 metrů je testem rychlosti chůze. Test na čas a test chůze na 10 metrů budou posouzeny certifikovaným fyzioterapeutem nebo vyškoleným výzkumným personálem a zabere přibližně 30 minut včetně doby nastavení.

Analýza chůze je systematické studium lokomoce. Bude prováděna v NUH certifikovaným zdravotnickým technikem nebo vyškoleným výzkumným personálem. Subjekty budou muset nosit šortky a celý zkušební proces může být nahrán na video pro budoucí analýzu kvality pohybu subjektů (obličej nebude zachycen a souhlas bude získán předem). Markery mohou být nošeny v různých referenčních bodech těla, jako jsou kyčelní trny pánve, kotník a kondyly kolena. Elektromyografické senzory (EMG) lze nosit v oblasti čtyřhlavého stehenního svalu, hamstringu, m. gastrocnemius a musculus tibialis anterior pro obě nohy. Parametry chůze, časové a prostorové míry a kloubní kinematika budou zaznamenávány při chůzi subjektu po ochozu se silovou plošinou podle pokynů zdravotnického technika nebo vyškoleného výzkumného personálu. Každé sezení bude trvat přibližně 1 hodinu včetně času nastavení.

TMS bude provedeno za účelem prozkoumání mechanismů tohoto tréninku na kortikální plasticitu, jak je indexována změnami kortikální excitability. Pro studii MEP nejprve upravíme intenzitu TMS, abychom dosáhli výchozí hodnoty MEP ve svalu tibialis anterior nohy na přibližně 1 mV amplitudu od vrcholu k vrcholu před intervencí. Intenzita stimulace bude udržována konstantní pro každý subjekt v průběhu studie. Poslanci budou zaznamenáni v počítači pro off-line analýzu. Zaznamenáme 10 poslanců Evropského parlamentu pro každý čas a zprůměrujeme jejich amplitudu od vrcholu k vrcholu. Pro párovou pulzní stimulaci bude aplikován první podprahový kondicionační stimul, následovaný v proměnném interstimulačním intervalu (ISI) druhým nadprahovým stimulem. Použijeme následující ISI - 2, 3, 4, 6, 9, 10, 12, 15 ms. Procento změny pro každý ISI před a po léčbě bude vypočítáno od poslanců EP, a proto bude důležité pro měření změn v intrakortikální facilitaci a inhibici. Každé sezení bude trvat přibližně 1 hodinu včetně času nastavení.

MRI/DTI sken bude proveden na CIRC, NUS. Před skenováním budou všichni pacienti seznámeni s testovacím postupem a bezpečnostními aspekty. Lékařsky vyškolený lékař bude v pohotovosti po celou dobu procedury. Všichni účastníci budou skenováni na 3-T GE skeneru pomocí standardní radiofrekvenční hlavové cívky. Pohyb hlavy byl minimalizován pěnovým polstrováním a popruhy na čele. Bude pořízen T1-vážený sken s vysokým rozlišením a soubor obnovitelných snímků inverze zeslabených axiální tekutinou. Snímky obnovy inverze vážené T1 a zeslabené tekutinou budou přerovnány a prostorově normalizovány do obrázků izotropní velikosti voxelů implementovaných v Matlabu. Každé sezení bude trvat přibližně 1 hodinu včetně času nastavení.

Výzkumný tým bude v této studii spravovat Beck Depression Inventory (BDI), stupnici závažnosti únavy (FSS), přední a zadní rozsah číslic pro kontrolu matoucího účinku kognitivního zlepšení.