Trådløst hjerne-computer-interface-styret neurorehabiliteringssystem til patienter med slagtilfælde

Evaluering af effektiviteten af ​​det trådløse EEG-baserede BCI-kontrollerede rehabiliteringssystem hos patienter med slagtilfælde

Anvendelse af hjerne-computer-grænsefladen (BCI) til at forbedre livskvaliteten af ​​handicap og bekvemmeligheder for raske mennesker i det virkelige liv er blevet opført som et af de 20 største problemer inden for neurovidenskab i de seneste 20 år. I løbet af de seneste år har Biomedical Engineering R & D Center i China Medical University (CMU) og Hospital viet til at udvikle trådløst og bærbart hjernesignaldetektionsudstyr og tilhørende software og hardware. For nylig er det trådløse elektroencefalogram (EEG)-system blevet integreret og testet side om side med et kommercielt tilgængeligt kablet EEG-system, som ofte bruges som standard i de fleste laboratorier til EEG-eksperimenter. Efter nogle undersøgelser med kognitive opgaver har kvaliteten af ​​apparatet og detekterede signaler været sammenlignelig med et kommercielt EEG-system. Som følge heraf integrerer vi det trådløse EEG-system yderligere med et almindeligt genoptræningsapparat (et overekstremitets-ergometer, "armcykel"), der bruges i Institut for Fysisk Medicin og Rehabilitering på vores hospital til et BCI-styret neurorehabiliteringsapparat, som vi foreslå at bruge i rehabiliteringsterapi til patienter med slagtilfælde. Vi antager, at koblingen af ​​elektroencefalografiske signaler relateret til initiering af lemmerbevægelser med en mekanisk anordning, der hjælper den tilsigtede bevægelse, er effektiv til at lette motorisk restitution hos patienter med hjernelæsioner. For at teste effektiviteten af ​​den foreslåede trådløse EEG-baserede BCI-kontrollerede rehabiliteringsenhed foreslår vi at indskrive 20 patienter med cerebrovaskulær ulykke (CVA) (4-24 måneder efter slagtilfælde), og patienterne vil blive tilfældigt fordelt til forsøgs- og kontrolgrupper . Patienter i forsøgsgruppen vil gennemgå 80 minutters standardrehabiliteringsterapi og 20 minutters BCI-kontrolleret ergometertræning for øvre lemmer i løbet af en rehabiliteringssession; dem i kontrolgruppen vil tage 100 minutters standard rehabiliteringsterapi. Alle deltagere vil modtage 3 rehabiliteringssessioner hver uge i 8 uger (i alt 24 sessioner). For at evaluere rehabiliteringsresultatet med forskellige træningsprotokoller foreslår vi at bruge værktøjerne til adfærdsvurdering og hjernebilleddannelse (fMRI og DTI). For at sammenligne rehabiliteringsresultaterne blandt disse grupper, foreslår vi at bruge forskellige vurderingsværktøjer, herunder klinisk evaluering (Fugl-Meyer vurdering, Modificeret Ashworth skala, Motor Activity Log, Functional Independence Measure) samt funktionel magnetisk resonansbilleddannelse og diffusionstensorbilleddannelse før, umiddelbart og 2 måneder efter afslutning af træningsprotokollen. Hvis der kan opnås betydelige forskelle på adfærds- og neuroimage-evalueringer mellem de to grupper, vil vi integrere det trådløse EEG-rehabiliteringssystem og adfærds-neuroimage-vurderingsproceduren som en ny rehabiliteringsprotokol til reelle kliniske forsøg med en større prøvestørrelse.