Drahtloses Gehirn-Computer-Schnittstellen-gesteuertes Neurorehabilitationssystem für Patienten mit Schlaganfall

Bewertung der Wirksamkeit des drahtlosen EEG-basierten BCI-gesteuerten Rehabilitationssystems bei Patienten mit Schlaganfall

Die Anwendung der Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) zur Verbesserung der Lebensqualität gesunder Menschen mit Behinderungen und Annehmlichkeiten im wirklichen Leben wurde in den letzten 20 Jahren als eines der 20 wichtigsten Themen im Bereich der Neurowissenschaften aufgeführt. In den vergangenen Jahren hat sich das Forschungs- und Entwicklungszentrum für biomedizinische Technik der China Medical University (CMU) und des Krankenhauses der Entwicklung drahtloser und tragbarer Geräte zur Erkennung von Gehirnsignalen sowie der dazugehörigen Software und Hardware gewidmet. Kürzlich wurde das drahtlose Elektroenzephalogramm (EEG)-System integriert und Seite an Seite mit einem kommerziell erhältlichen kabelgebundenen EEG-System getestet, das in den meisten Labors häufig als Standard für EEG-Experimente verwendet wird. Nach einigen Untersuchungen mit kognitiven Aufgaben war die Qualität des Geräts und der erkannten Signale mit der eines kommerziellen EEG-Systems vergleichbar. Aus diesem Grund integrieren wir das drahtlose EEG-System weiter in ein gewöhnliches Rehabilitationsgerät (ein Ergometer für die oberen Extremitäten, ein „Armbike“), das in der Abteilung für Physikalische Medizin und Rehabilitation unseres Krankenhauses verwendet wird, um ein BCI-gesteuertes Neurorehabilitationsgerät zu schaffen, das wir schlagen den Einsatz in der Rehabilitationstherapie für Patienten mit Schlaganfall vor. Wir gehen davon aus, dass die Kopplung elektroenzephalographischer Signale im Zusammenhang mit der Einleitung von Gliedmaßenbewegungen mit einem mechanischen Gerät, das die beabsichtigte Bewegung unterstützt, wirksam ist, um die motorische Erholung bei Patienten mit Hirnläsionen zu erleichtern. Um die Wirksamkeit des vorgeschlagenen drahtlosen, EEG-basierten, BCI-gesteuerten Rehabilitationsgeräts zu testen, schlagen wir vor, 20 Patienten mit zerebrovaskulärem Unfall (CVA) (4–24 Monate nach Schlaganfall) aufzunehmen und die Patienten nach dem Zufallsprinzip experimentellen und Kontrollgruppen zuzuordnen . Patienten in der Versuchsgruppe werden während einer Rehabilitationssitzung 80 Minuten einer Standard-Rehabilitationstherapie und 20 Minuten BCI-kontrolliertem Ergometertraining für die oberen Extremitäten unterzogen; Diejenigen in der Kontrollgruppe nehmen 100 Minuten an einer Standard-Rehabilitationstherapie teil. Alle Teilnehmer erhalten 8 Wochen lang jede Woche 3 Rehabilitationssitzungen (insgesamt 24 Sitzungen). Um das Rehabilitationsergebnis mit verschiedenen Trainingsprotokollen zu bewerten, schlagen wir vor, die Verhaltensbewertungs- und Gehirnbildgebungstools (fMRT und DTI) zu verwenden. Um die Rehabilitationsergebnisse zwischen diesen Gruppen zu vergleichen, schlagen wir vor, verschiedene Bewertungsinstrumente zu verwenden, darunter klinische Bewertung (Fugl-Meyer-Bewertung, modifizierte Ashworth-Skala, Protokoll der motorischen Aktivität, Messung der funktionellen Unabhängigkeit) sowie funktionelle Magnetresonanztomographie und Diffusionstensor-Bildgebung vor, sofort und 2 Monate nach Abschluss des Schulungsprotokolls. Wenn signifikante Unterschiede bei der Verhaltens- und Neurobildauswertung zwischen den beiden Gruppen erzielt werden können, werden wir das drahtlose EEG-Rehabilitationssystem und das Verhaltensneurobild-Bewertungsverfahren als neues Rehabilitationsprotokoll für echte klinische Studien mit einer größeren Stichprobe integrieren.