BCI treibt FES und Handorthese für die Rehabilitation der oberen Extremitäten bei chronischem Schlaganfall an

In dieser Studie wird untersucht, ob die Kombination von FES und einer aktiven Orthese, die die Ausführung von „Reach-to-Greif- und Loslassen“-Funktionsarmbewegungen, ausgelöst durch ein nicht-invasives, EEG-basiertes BCI, eine klinisch relevante funktionelle Wiederherstellung des Arms fördern kann obere Extremität bei hemiplegischen Patienten mit chronischem Schlaganfall.

Der BCI erkennt sensomotorische Rhythmen (SMRs), die mit der motorischen Absicht der entsprechenden Bewegungsversuche verbunden sind.

In der Studiengruppe werden die Hilfsmittel nur dann ausgelöst, wenn BCI sensomotorische Rhythmen (SMRs) erkennt, die mit der motorischen Absicht verbunden sind.

In der Kontrollgruppe werden die Hilfsmittel zufällig ausgelöst (entkoppelt von der mitgeführten kortikalen Aktivität).

Ähnlich wie bei früheren BCI-basierten Interventionen besteht der Hauptgrundsatz der Studie darin, dass der BCI die FES- und orthesenbasierten Therapien transformieren und ihre Wirksamkeit steigern kann, indem er die Absicht-Handlung-Wahrnehmungsschleife und die Kontingenz zwischen efferenten motorischen Befehlen und afferenten sensorischen Befehlen wiederherstellt Rückmeldung. Um den Beitrag des von den Hauptstörfaktoren isolierten BCI gezielt zu untersuchen, wird eine Scheinkontrolle bevorzugt, die FES und orthopädische Unterstützung beibehält und nur (sowohl für die Teilnehmer als auch die Therapeuten blind) die rechtzeitige Kopplung der Stimulation an eine geeignete SMR-EEG-Aktivität entfernt gegenüber anderen Kontrollkandidaten (konventionelle Therapien, keine Therapie, andere Placebo-Ansätze).

Im Gegensatz zu den meisten früheren BCI-basierten Interventionen wird eine komplexere funktionelle Bewegung der oberen Extremität ausgewählt, die zusätzlich Objektmanipulation beinhaltet und auf einen größeren klinischen Effekt und eine größere Wirkung im Hinblick auf Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL) abzielt. Um die Hypothese, dass umfassenderes Feedback zu größeren Vorteilen führen könnte, weiter zu prüfen, wird das FES durch eine gleichzeitig ausgelöste aktive Orthese ergänzt, die das Greifbewegungsmuster glätten und ein genaueres propriozeptives Feedback liefern soll.

Neben der Haupthypothese, den Mehrwert der BCI-Komponente im Hinblick auf die funktionelle Wiederherstellung zu überprüfen, sind vor allem auch Beurteilungen vor, nach der Intervention und nach der Intervention mit mehreren auf der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) basierenden Protokollen und hoher Dichte erforderlich Das EEG wird dazu dienen, dass diese Studie einen genaueren Blick auf die mit der Therapie einhergehenden intrakortikalen und kortikospinalen Plastizitätsmechanismen wirft.

Die Entscheidung, eine Population mit chronischen Schlaganfällen zu untersuchen, wird durch die Gesamtheit der Ergebnisse früherer BCI-basierter Studien motiviert, die auf eine größere Wirksamkeit in dieser Gruppe schließen lassen.

Ziel Das Hauptziel dieser Studie besteht darin, zu zeigen, dass eine kombinierte FES- und orthetische Assistenzintervention zu einer signifikant besseren (im statistischen Sinne) funktionellen Verbesserung der oberen Extremität führt, indexiert mit der Fugl-Meyer Assessment (FMA)-Skala für die obere Extremität (FMA-UE), wenn es durch einen SMR-basierten BCI im Vergleich zu einem Schein-Controller gesteuert wird, und dass die Erholung dauerhaft und klinisch relevant sein kann.

Das hypothetische Ergebnis nach Abschluss der Studie ist eine signifikante Interaktion zwischen dem subjektinternen Faktor „Zeit“ (vor und nach der Intervention) und dem intersubjektbezogenen Faktor „Gruppe“ (BCI vs. Sham), wenn eine ANOVA mit gemischtem Design durchgeführt wird das primäre Ergebnis der Studie. Darüber hinaus wird erwartet, dass die BCI-Gruppe nach der Intervention (im Vergleich zum Ausgangswert) mit geeigneten Post-hoc-Tests deutlich höhere primäre Ergebniswerte liefert. Dieser Unterschied sollte auch den als klinisch relevanten Schwellenwert für Proben chronischer Schlaganfälle überschreiten. Idealerweise sollte die BCI-Gruppe im Hinblick auf das primäre Ergebnis im Vergleich zur Sham-Gruppe zum Zeitpunkt nach der Intervention und zum Nachbeobachtungszeitpunkt ebenfalls deutlich höher sein, jedoch nicht zu Studienbeginn (Beurteilung vor der Intervention). Es ist eine notwendige Voraussetzung zur Bestätigung unserer Hypothese, dass zumindest der Unterschied in Bezug auf das primäre Ergebnis zwischen Sitzungen nach und vor der Intervention im BCI-Arm deutlich größer ist. Die Ableitung ähnlicher Effekte in Bezug auf die definierten sekundären klinischen Ergebnisse, insbesondere im Zusammenhang mit ADL, ist wünschenswert.

Das sekundäre (aber von entscheidender Bedeutung für die gestellte wissenschaftliche Frage) Ziel dieser Studie besteht darin, zu zeigen, dass eine stärkere funktionelle Erholung in der BCI-Gruppe mit aktivitätsabhängigen neuronalen Plastizitätsphänomenen verbunden ist, die nur innerhalb dieser Gruppe auftreten (oder tiefgreifend sind). Die Auswirkungen der vorgeschlagenen Therapie auf die Plastizität des motorischen Kortex und die Erregbarkeit des Cortico-Spinal Tract (CST) werden vor und nach der Intervention sowie bei der Nachuntersuchung evaluiert. Die Erregbarkeit des primären motorischen Kortex und der kortikospinalen Projektionen wird mit der Amplitude und Latenz des motorisch evozierten Potenzials (MEP), der Ruhe- und aktiven motorischen Schwelle (RMT, AMT) nach Einzelpuls-TMS und mit dem intrakortikalen Hemmungs- und Erleichterungsparadigma indiziert zu Paired-Pulse-TMS, untersucht im ersten dorsalen Interosseus-Muskel (FDI) oder in weiter proximal gelegenen Muskeln im Falle eines Mangels an FDI-MEPs (z. B. Extensor carpi radialis, ECR, oder Flexor Digitorum superficialis, FDS).

Die synaptische Plastizität des motorischen Kortex wird durch die Modulation der MEP-Amplitude nach dem rPAS-Protokoll (Rapid Paired Associative Stimulation) bewertet. Es wird erwartet, dass Veränderungen in der Plastizität und Erregbarkeit des motorischen Kortex dem gleichen Trend folgen, wie oben für das primäre klinische Ergebnis beschrieben, und darüber hinaus wird erwartet, dass Post-Prä-Unterschiede signifikant mit den entsprechenden primären Ergebnisunterschieden (für jeden einzelnen Teilnehmer) korrelieren, sowohl innerhalb als auch innerhalb jeder Gruppe und insbesondere bei der Zusammenführung aller Fächer. Es wird auch angenommen, dass die gleichen Effekte für EEG-Korrelate (z. B. funktionale Konnektivität innerhalb oder zwischen motorischen, prämotorischen und sensorischen Bereichen der beiden Hemisphären, ereignisbezogene Synchronisation/Desynchronisation ERD/ERS usw.) der motorischen Versuchsverwendung beobachtet werden Screening-Sitzungen vor und nach der Intervention sowie die Analyse der EEG-Daten der Therapiesitzungen.

Die Möglichkeit der Diffusions-Tensor-Bildgebung (bei der Patienten ähnliche Greif- und Greifbewegungen innerhalb des Scanners ausführen) zur tiefergehenden Untersuchung der strukturellen Plastizität vor und nach dem Eingriff wird für geeignete Patienten, die einer Durchführung dieses Verfahrens zustimmen, verfolgt.