BCI Driving FES ja käsiortoosi yläraajojen kuntoutukseen kroonisen aivohalvauksen yhteydessä

Tässä tutkimuksessa tutkitaan, voiko FES:n ja aktiivisen ortoosin yhdistelmä, joka auttaa toteuttamaan ei-invasiivisen, EEG-pohjaisen BCI:n käynnistämiä toiminnallisia käsivarren liikkeitä "kurottautumaan tarttumaan ja vapauttamaan", edistää kliinisesti merkityksellistä toiminnallista palautumista yläraaja hemiplegisillä kroonisilla aivohalvauspotilailla.

BCI havaitsee sensorimotoriset rytmit (SMR), jotka liittyvät vastaavien liikeyritysten motoriseen tarkoitukseen.

Tutkimusryhmässä apulaitteet laukeavat vain, kun BCI havaitsee motoriseen tarkoitukseen liittyviä sensorimotorisia rytmejä (SMR).

Verrokkiryhmässä apuvälineet laukeaa satunnaisesti (irrotettuna mukana tulevasta aivokuoren toiminnasta).

Aiempien BCI-pohjaisten interventioiden tapaan tutkimuksen pääasiallinen perustelu on, että BCI voi muuttaa FES- ja ortoosipohjaisia ​​hoitoja ja lisätä niiden tehokkuutta palauttamalla aikomus-toiminta-havaintosilmukan ja efferenttien motoristen komentojen ja afferentin sensorisen välisen kontingenssin. palautetta. Jotta voitaisiin erityisesti tutkia tärkeimmistä sekaannuksista eristetyn BCI:n vaikutusta, on parempi käyttää valekontrollia, joka säilyttää FES:n ja ortopedisen tuen ja vain poistaa (sokea sekä osallistujille että terapeuteille) oikea-aikaisen stimulaation kytkemisen sopivaan SMR EEG -aktiivisuuteen. verrattuna muihin kontrolliehdokkaisiin (tavanomaiset hoidot, ei terapiaa, muut lumelääkemenetelmät).

Toisin kuin useimmat aiemmat BCI-pohjaiset interventiot, yläraajojen monimutkaisempi toiminnallinen liike valitaan, johon liittyy edelleen esineen manipulointia, tavoitteena suurempi kliininen vaikutus ja suurempi vaikutus päivittäisen elämän toiminnan (ADL) kannalta. Edelleen tutkittaessa hypoteesia, että rikkaampi palaute voi saada aikaan suurempia etuja, FES on täydennetty samanaikaisesti laukeavalla aktiivisella ortoosilla, jonka tarkoituksena on tasoittaa tarttuvaa liikemallia ja antaa tarkempaa proprioseptiivista palautetta.

Päähypoteesin lisäksi BCI-komponentin lisäarvon varmistaminen toiminnallisen palautumisen kannalta, mutta mikä on erittäin tärkeää, interventiota edeltävät, jälkeiset ja seuranta-arvioinnit useilla transkraniaaliseen magneettistimulaatioon (TMS) perustuvilla protokollilla ja korkean tiheyden menetelmillä. EEG toimii siten, että tässä tutkimuksessa tarkastellaan lähemmin terapiaan liittyviä intrakortikaalisia ja kortikospinaalisten teiden plastisiteettimekanismeja.

Valinta kroonisen aivohalvauspopulaation tutkimiseksi on motivoitunut aikaisemmissa BCI-pohjaisissa kokeissa saaduista tuloksista, jotka viittaavat suurempaan tehokkuuteen tässä ryhmässä.

Tavoite Tämän tutkimuksen päätavoite on osoittaa, että yhdistetty FES ja ortopedinen apuhoito johtaa merkittävästi parempaan (tilastollisessa mielessä) yläraajan toiminnalliseen paranemiseen yläraajan Fugl-Meyer Assessment (FMA) -asteikolla indeksoituna. (FMA-UE), kun sitä ohjaa SMR-pohjainen BCI verrattuna valeohjaimeen, ja tämä toipuminen voi olla kestävää ja kliinisesti merkityksellistä.

Oletustulos tutkimuksen päätyttyä on merkittävä vuorovaikutus tutkittavan sisäisen tekijän "aika" (ennen ja jälkeen interventiota) ja koehenkilöiden välisen tekijän "ryhmä" (BCI vs Sham) välillä suoritettaessa sekamuotoista ANOVAa tutkimuksen ensisijainen tulos. Lisäksi BCI-ryhmän odotetaan tuottavan merkittävästi korkeampia ensisijaisia ​​tulosarvoja intervention jälkeen (verrattuna lähtötasoon) sopivilla post-hoc-testeillä. Tämän eron tulisi myös ylittää kroonisen aivohalvauksen näytteiden kliinisesti merkityksellisen kynnyksen. BCI-ryhmän tulisi ihannetapauksessa olla myös merkittävästi korkeampi ensisijaisen tuloksen suhteen verrattuna valeryhmään intervention jälkeisenä ja seurannan aikana, mutta ei lähtötilanteessa (interventiota edeltävä arviointi). Se on välttämätön edellytys hypoteesimme vahvistamiselle, että ainakin ero ensisijaiseen tulokseen interventiota edeltävien ja jälkeisten istuntojen välillä on merkittävästi suurempi BCI-haarassa. On toivottavaa saada aikaan samanlaiset vaikutukset määriteltyjen toissijaisten kliinisten tulosten, erityisesti ADL:ään liittyvien, osalta.

Tämän tutkimuksen toissijainen (mutta esille esitetyn tieteellisen kysymyksen kannalta kriittinen) tavoite on osoittaa, että suurempi toiminnallinen palautuminen BCI-ryhmässä liittyy aktiivisuudesta riippuvaisiin hermoplastisuusilmiöihin, jotka tapahtuvat (tai ovat syvällisiä) vain tässä ryhmässä. Ehdotetun hoidon vaikutukset motoriseen aivokuoren plastisuuteen ja Cortico-Spinal Tractin (CST) kiihtyvyyteen arvioidaan ennen ja jälkeen interventiota sekä seurannassa. Primaarisen motorisen aivokuoren ja kortikospinaalisten projektioiden kiihtyvyys indeksoidaan Motor Evoked Potential (MEP) -amplitudin ja -latenssin, lepo- ja aktiivisen motorisen kynnyksen (RMT, AMT) avulla yhden pulssin TMS:n jälkeen sekä aivokuorensisäisen eston ja fasilitaatioparadigman avulla. paripulssi-TMS:ään, tutkittu ensimmäisessä selkäluun interosseus (FDI) lihaksessa tai proksimaalisissa lihaksissa, jos FDI-MEP:t puuttuvat (esim. extensor carpi radialis, ECR tai flexor digitorum superficialis, FDS).

Motorisen aivokuoren synaptista plastisuutta arvioidaan MEP-amplitudin modulaation avulla nopean parillisen assosiatiivisen stimulaation (rPAS) protokollan jälkeen. Muutosten motorisessa aivokuoren plastisuudessa ja kiihottavuudessa odotetaan noudattavan samaa suuntausta kuin edellä on kuvattu ensisijaisen kliinisen tuloksen osalta, ja lisäksi post-pre-erojen odotetaan korreloivan merkitsevästi vastaavien ensisijaisten tulosten erojen kanssa (jokaisella yksittäisellä osallistujalla) sekä sisällä. jokaisessa ryhmässä ja erityisesti kun vedetään kaikki aiheet yhteen. Oletetaan myös, että samat vaikutukset havaitaan EEG-korrelaateissa (esim. toiminnallinen yhteys kahden pallonpuoliskon motoristen, premotoristen ja sensoristen alueiden sisällä tai niiden välillä, tapahtumaan liittyvä synkronointi/desynkronointi ERD/ERS jne.) interventiota edeltävät ja jälkeiset seulontaistunnot sekä terapeuttisten istuntojen EEG-tietojen analysointi.

Diffuusiotensorikuvantamisen (jossa potilaat suorittavat samanlaisia ​​ulottuvia ja tarttuvia liikkeitä skannerin sisällä) mahdollisuutta tutkia perusteellisemmin rakenteellista plastisuutta ennen ja jälkeen interventiota tutkitaan kelvollisille potilaille, jotka suostuvat tähän toimenpiteeseen.