Hjernebølgekontrol af en bærbar robotarm til rehabilitering og neurofysiologisk undersøgelse af cervikal rygsøjleskade (CSI:Brainwave)

CSI:Brainwave-projektets fulde titel er <Brainwave control of a wearable robotic arm for rehabilitation and neurophysiological study in Cervical Spine Injury> . Det er et multidisciplinært neurofysiologisk projekt, udviklet af Lab of Medical Physics og støttet af to neurokirurgiske afdelinger.

CSI:Brainwave-projektet involverer:

1. En klinisk undersøgelse til rehabilitering af patienter med Cervical Spinal Cord Injury (CSCI), ved hjælp af en Brain-Computer Interface (BCI) styret robotarmsanordning.
2. En sekundær off-line neurofysiologisk analyse af kortikal aktivering, forbindelse og plasticitet hos patienter med CSCI, der gennemgår motorisk billedbehandling (MI).

Milepæle i undersøgelsen:

1. Efterforskerne sigter mod at udvikle, teste og optimere en monterbar robotarm styret med trådløs BCI.
2. Efterforskerne sigter mod at udvikle og validere neuro-rehabiliteringsprotokoller i eget tempo for patienter med CSCI.
3. Efterforskerne sigter mod at identificere og studere den neurofysiologiske funktionalitet og ændring af kortikal aktivitet ved akut og kronisk CSCI.

CSI: Brainwave-projektet har til formål at give patienter, der lider af tetraplegi på grund af CSCI, mulighed for at udføre hjernebølgemodulering, praktisere Kinesthetic Motor Imagery (KMI) og Visual Motor Imagery (VMI), samt tilbyde neurofeedback i form af kontrol af en 6-graders -of-freedom, antropomorfisk bimanuel robotarmsanordning. Projektet har til formål at demonstrere merværdien af ​​neurofeedback til rehabilitering og/eller motorisk genopretning af CSCI-patienter og give mulighed for omfattende registreringer af motorrelateret hjerneaktivitet under motoriske opgaver i de øvre og nedre ekstremiteter.

Robotarmene er designet til at monteres på en ramme, der fungerer som dockingplads for deltagernes lænestol/kørestol og vil blive direkte styret af deltagerne ved hjælp af et BCI-modul. Efterforskerne sigter mod yderligere at modificere robotanordningen for at gøre den monterbar på deltagernes faktiske arme.

Den største del af det første projektår var viet til udviklingen af ​​robotteknologi og studiets Brain-Computer Interface-modul. MERCURY v2.0 robotarmene er en ikke-kommerciel antropomorfe antropomorfe bimanuelle robotarme med 6 frihedsgrader, der blev bygget og udviklet af forskerholdet fra Medical Physics Lab. Robotten blev yderligere konstrueret til at imødekomme behovene i CSI:Brainwave-projektet. Efterforskerne sigter mod at bruge Emotiv EPOC trådløse EEG-headset og software til udvikling og kontrol af BCI-modulet i denne undersøgelse.