Brug af Neuroteknologi til at Hjælpe Børn med Fysisk Handicap Som Følge af Cerebral Parese

Formål Hemiparetisk cerebral parese fører til svær ensidig motorisk svaghed, der hæmmer øvre ekstremitetsfunktion og dagligdags aktiviteter hos børn. Effektive, evidensbaserede terapier – især engagerende, intensive interventioner som Brain-Computer Interface kombineret med funktionel elektrisk stimulering (BCI-FES) – forbliver begrænsede og underudforskede i pædiatriske populationer. Studiet har til formål at adressere denne forskel ved at tilpasse og validere en børnecentreret BCI-FES-rehabiliteringsmodel for øvre ekstremitets motoriske funktionsnedsættelser, hvilket muliggør effektiv og engagerende terapi for børn med hemiparetisk cerebral parese.

Mål Mål 1: Fastlægge effektiviteten af BCI-aktiveret FES for børn med hemiparetisk cerebral parese i forhold til at forbedre funktionelle resultater.

Mål 2: Udvikle, validere og optimere en børnecentreret BCI-FES-rehabiliteringsmodel, der forbedrer øvre ekstremitets motorfunktion og daglige aktiviteter hos børn med hemiparetisk cerebral parese, hvilket muliggør skalerbare, effektive neuroteknologibaserede terapier, der forbedrer funktionel uafhængighed og livskvalitet inden for pædiatrisk rehabilitering.

Metode Opsætningen kombinerer EEG, FES og realtids visuel feedback for at skabe et lukket træningssystem. Under hver session optager en EEG-hjelm motorrelateret hjerneaktivitet, mens en deltager forestiller sig en specifik bevægelse (for eksempel håndledsstrækning). Når systemet korrekt identificerer motorisk forestilling, leverer systemet FES til de tilsvarende muskler og viser den tilhørende bevægelse på en skærm gennem en animeret avatar.

Projektet bruger g.tec recoveriX-systemet (g.tec, Schiedlberg, Østrig), et kommercielt tilgængeligt BCI-suite, der integrerer EEG-optagelse og funktionel elektrisk stimulering.

BCI: EEG-signaler optages ved hjælp af et 16-kanals, gel-baseret EEG-headset. Optagelseselektroder placeres i henhold til det internationale 10-10-system. Klassifikationsalgoritmen genererer klassifikationsnøjagtighed, defineret som procentdelen af korrekte forudsigelser produceret af BCI'en, når den identificerer tilsigtede motorisk forestillingskommandoer.

FES: Elektrisk muskelstimulering leveres bilateral gennem to g.Estim elektriske stimulatorer (g.tec, Graz, Østrig), som genererer rektangulære bifasiske konstantstrømsimpulser.

Visuel Feedback: En skærm placeret direkte foran hver deltager viser to virtuelle hånd-avatars, der giver realtids visuel feedback, der spejler den tilsigtede bevægelse. Når systemet med succes detekterer motorisk forestilling, udfører avataren den tilsvarende bevægelse på skærmen.

Intervention Interventionen består af to komponenter: Træningssessioner og Rehabiliteringssessioner.

Træningssessioner: Træning kalibrerer systemet ved at optage EEG-signaler under motorisk forestilling af venstre eller højre håndledsstrækning. Deltagere vejledes til at visualisere håndledsstrækning for begge hænder. Hver session inkluderer tre forsøg på cirka 15 minutter. Hvert forsøg indeholder 80 kørsler med en varighed på 8 sekunder.

Rehabiliteringssessioner: Under rehabilitering driver klassificatoren genereret under træning visuel og elektrisk feedback. Deltagere gennemfører op til tre forsøg pr. session ved hjælp af lydsignaler til at guide motorisk forestillingsforsøg. Visuel feedback og elektrisk stimulering leveres kun, når motorisk forestilling er korrekt klassificeret og matcher cue-retningen.

Deltagere deltager i 15 til 20 recoveriX-sessioner over tre på hinanden følgende uger. Hver session varer op til 90 minutter og inkluderer randomiserede motorisk forestillingsforsøg, der involverer begge lemmer. Sessioner justeres i henhold til deltagertolerance med planlagte hvileperioder og valgfrie ekstra pauser for at opretholde komfort og engagement.