Contrôle des ondes cérébrales d'un bras robotique portable pour la réadaptation et l'étude neurophysiologique des lésions de la colonne cervicale (CSI:Brainwave)
CSI:Brainwave est un projet neurophysiologique multidisciplinaire, développé par le Laboratoire de physique médicale, École de médecine, Université Aristote de Thessalonique et soutenu par deux départements de neurochirurgie. Le projet a officiellement débuté en avril 2014 et la première année a reçu la bourse de recherche Mario Boni 2013 de la Cervical Spine Research Society-European Section (CSRS-ES). Le site Web du projet est accessible à l'adresse http://medphys.med.auth.gr/content/csi-brainwave.
Les principaux objectifs de l'enquête comprennent le développement, le test et l'optimisation d'un bras robotique montable contrôlé par une interface cerveau-ordinateur sans fil, le développement et la validation d'un protocole de neuro-réadaptation à son propre rythme pour les patients atteints de lésions de la moelle épinière cervicale et l'étude de l'activité corticale. dans les lésions aiguës et chroniques de la moelle épinière.
Aperçu de l'étude
Statut
Les conditions
Description détaillée
Le titre complet du projet CSI:Brainwave est <Brainwave control of a wearable robotic arm for rehabilitation and neurophysiological study in Cervical Spine Injury> . Il s'agit d'un projet neurophysiologique multidisciplinaire, développé par le Laboratoire de physique médicale et soutenu par deux départements de neurochirurgie.
Le projet CSI:Brainwave implique :
- Une étude clinique pour la réadaptation des patients atteints de lésions de la moelle épinière cervicale (CSCI), à l'aide d'un dispositif de bras robotique contrôlé par une interface cerveau-ordinateur (BCI).
- Une analyse neurophysiologique secondaire hors ligne de l'activation, de la connectivité et de la plasticité corticales chez les patients atteints de CSCI subissant une pratique d'imagerie motrice (IM).
Jalons de l'étude :
- Les chercheurs visent à développer, tester et optimiser un bras robotique montable contrôlé par BCI sans fil.
- Les chercheurs visent à développer et à valider des protocoles de neuro-réadaptation à leur propre rythme pour les patients atteints de CSCI.
- Les chercheurs visent à identifier et à étudier la fonctionnalité neurophysiologique et l'altération de l'activité corticale dans le CSCI aigu et chronique.
Le projet CSI: Brainwave vise à permettre aux patients souffrant de tétraplégie due à CSCI d'effectuer une modulation des ondes cérébrales, en pratiquant l'imagerie motrice kinesthésique (KMI) et l'imagerie motrice visuelle (VMI), ainsi qu'en offrant un neurofeedback sous la forme d'un contrôle d'un 6 degrés -de-liberté, dispositif de bras robotique bimanuel anthropomorphe. Le projet vise à démontrer la valeur ajoutée du neurofeedback pour la rééducation et/ou la restauration motrice des patients CSCI et permet des enregistrements élaborés de l'activité cérébrale liée à la motricité lors de tâches motrices des membres supérieurs et inférieurs.
Les bras robotiques sont conçus pour être montés sur un châssis servant d'espace d'amarrage pour le fauteuil/fauteuil roulant des participants et seront directement contrôlés par les participants à l'aide d'un module BCI. Les enquêteurs visent à modifier davantage le dispositif robotique afin de le rendre montable sur les bras réels des participants.
La plus grande partie de la première année du projet a été consacrée au développement de la robotique et du module d'interface cerveau-ordinateur de l'étude. Le bras robotique MERCURY v2.0 est un bras robotique bimanuel anthropomorphe à 6 degrés de liberté non commercial qui a été construit et développé par l'équipe de recherche du laboratoire de physique médicale. Le robot a été conçu pour répondre aux besoins du projet CSI: Brainwave. Les enquêteurs visent à utiliser le casque et le logiciel EEG sans fil Emotiv EPOC pour le développement et le contrôle du module BCI dans cette étude.
Type d'étude
Inscription (Réel)
Phase
- N'est pas applicable
Contacts et emplacements
Lieux d'étude
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Thessaloniki
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Thessaloníki, Thessaloniki, Grèce, 54124
- Lab of Medical Physics, Faculty of Medicine, Aristolte University of Thessaloniki
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Critères de participation
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
Accepte les volontaires sains
Sexes éligibles pour l'étude
La description
Critère d'intégration:
- Diagnostic clinique de lésion médullaire (SCI évaluée par ASIA Impairment Scale).
- Participants en bonne santé (âge et sexe appariés aux patients atteints de SCI)
- Documentation suffisante de la blessure en cas de patients (examen neurologique, IRM du niveau de la blessure, scanner ou radiographies supplémentaires en option).
- Consentement éclairé signé (patients et personnes en bonne santé).
Critère d'exclusion:
Autre affection neurologique susceptible d'affecter de manière significative l'état neurologique des participants (ou) la capacité à contrôler une BCI (ou) les enregistrements neurophysiologiques :
- Lésion cérébrale traumatique
- Tumeurs du système nerveux central
- Sclérose en plaques
- La sclérose latérale amyotrophique
- la maladie de Parkinson
- Épilepsie réfractaire
- Participation au cours des 3 derniers mois à une autre étude interventionnelle dont les effets pourraient affecter les observations de cette étude.
Autre condition médicale grave pouvant affecter la participation (ou) la sécurité des participants :
- Insuffisance cardiaque
- Insuffisance pulmonaire
- Déficiences auditives et visuelles qui peuvent affecter la compréhension du participant de l'intervention et de la performance.
- Consommation illégale de drogues
- Alcoolisme chronique
Plan d'étude
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Objectif principal: SCIENCE BASIQUE
- Répartition: NON_RANDOMIZED
- Modèle interventionnel: PARALLÈLE
- Masquage: AUCUN
Armes et Interventions
Groupe de participants / Bras |
Intervention / Traitement |
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EXPÉRIMENTAL: Blessure complète
Patients souffrant d'une lésion complète au niveau de la moelle épinière cervicale (ASIA Impairment Scale A). Contrôle de l'interface cerveau-ordinateur des bras robotiques. Bras robotiques MERCURY v2.0. |
Les patients seront formés pour moduler l'imagerie motrice visuelle (VMI) et l'imagerie motrice kinesthésique (KMI) à leur rythme sous enregistrement EEG afin d'obtenir le contrôle BCI d'un robot à bras bimanuel sur mesure (MERCURY v2.0).
En KMI, on leur demandera de moduler les ondes cérébrales afin d'apprendre à contrôler le BCI et en VMI, on leur projettera en outre un repère visuel (représentation du mouvement prévu).
Les bras robotiques MERCURY v2.0 sont des bras robotiques bimanuels anthropomorphes à 6 degrés de liberté non commerciaux qui ont été construits et développés par l'équipe de recherche du laboratoire de physique médicale.
Autres noms:
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EXPÉRIMENTAL: Blessure incomplète
Patients souffrant de lésions incomplètes au niveau de la moelle épinière cervicale (ASIA Impairment Scale B,C,D,E). Contrôle de l'interface cerveau-ordinateur des bras robotiques. Bras robotiques MERCURY v2.0 |
Les patients seront formés pour moduler l'imagerie motrice visuelle (VMI) et l'imagerie motrice kinesthésique (KMI) à leur rythme sous enregistrement EEG afin d'obtenir le contrôle BCI d'un robot à bras bimanuel sur mesure (MERCURY v2.0).
En KMI, on leur demandera de moduler les ondes cérébrales afin d'apprendre à contrôler le BCI et en VMI, on leur projettera en outre un repère visuel (représentation du mouvement prévu).
Les bras robotiques MERCURY v2.0 sont des bras robotiques bimanuels anthropomorphes à 6 degrés de liberté non commerciaux qui ont été construits et développés par l'équipe de recherche du laboratoire de physique médicale.
Autres noms:
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ACTIVE_COMPARATOR: Blessure non cervicale
Patients souffrant d'une lésion complète ou incomplète de la moelle épinière à un niveau autre que cervical (thoracique ou lombaire). Contrôle de l'interface cerveau-ordinateur des bras robotiques. Bras robotiques MERCURY v2.0 |
Les patients seront formés pour moduler l'imagerie motrice visuelle (VMI) et l'imagerie motrice kinesthésique (KMI) à leur rythme sous enregistrement EEG afin d'obtenir le contrôle BCI d'un robot à bras bimanuel sur mesure (MERCURY v2.0).
En KMI, on leur demandera de moduler les ondes cérébrales afin d'apprendre à contrôler le BCI et en VMI, on leur projettera en outre un repère visuel (représentation du mouvement prévu).
Les bras robotiques MERCURY v2.0 sont des bras robotiques bimanuels anthropomorphes à 6 degrés de liberté non commerciaux qui ont été construits et développés par l'équipe de recherche du laboratoire de physique médicale.
Autres noms:
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ACTIVE_COMPARATOR: Participants en bonne santé
Participants en bonne santé, âge et sexe appariés à ceux des autres bras. Contrôle de l'interface cerveau-ordinateur des bras robotiques. Bras robotiques MERCURY v2.0 |
Les patients seront formés pour moduler l'imagerie motrice visuelle (VMI) et l'imagerie motrice kinesthésique (KMI) à leur rythme sous enregistrement EEG afin d'obtenir le contrôle BCI d'un robot à bras bimanuel sur mesure (MERCURY v2.0).
En KMI, on leur demandera de moduler les ondes cérébrales afin d'apprendre à contrôler le BCI et en VMI, on leur projettera en outre un repère visuel (représentation du mouvement prévu).
Les bras robotiques MERCURY v2.0 sont des bras robotiques bimanuels anthropomorphes à 6 degrés de liberté non commerciaux qui ont été construits et développés par l'équipe de recherche du laboratoire de physique médicale.
Autres noms:
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Contrôle BCI (oui/non). (capacité des participants à moduler l'activité des ondes cérébrales afin d'obtenir le contrôle de la BCI)
Délai: 1 mois après la première participation à une session BCI.
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La capacité des participants à moduler l'activité des ondes cérébrales afin de contrôler le BCI. Le contrôle BCI est évalué comme atteint ou non (il existe des cas d'analphabétisme BCI lorsque les participants ne peuvent pas moduler leurs ondes cérébrales afin de contrôler le BCI). |
1 mois après la première participation à une session BCI.
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Mesures de résultats secondaires
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Amélioration fonctionnelle initiale (traduction grecque de la mesure de l'indépendance de la moelle épinière, version III (g-SCIM-III)
Délai: 6 mois après la première participation à une session BCI.
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Fonctionnalité quotidienne telle que mesurée par la traduction grecque de la mesure d'indépendance de la moelle épinière, version III (g-SCIM-III).
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6 mois après la première participation à une session BCI.
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Amélioration fonctionnelle à long terme (traduction grecque de la mesure de l'indépendance de la moelle épinière, version III (g-SCIM-III)
Délai: 1 an après la première participation à une session BCI.
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Fonctionnalité quotidienne telle que mesurée par la traduction grecque de la mesure d'indépendance de la moelle épinière, version III (g-SCIM-III).
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1 an après la première participation à une session BCI.
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Performance BCI (précision de la classification (pourcentage de commandes volontaires non erronées sur nombre total de commandes détectées) et par débit (nombre de commandes par minute)
Délai: 6 mois après la première participation à une session BCI.
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Performances obtenues sur BCI à la fin des sessions BCI pour chaque participant.
Mesuré par la précision de la classification (pourcentage de commandes volontaires non erronées par rapport au nombre total de commandes détectées) et par le débit binaire (nombre de commandes par minute).
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6 mois après la première participation à une session BCI.
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Collaborateurs et enquêteurs
Parrainer
Collaborateurs
Les enquêteurs
- Chercheur principal: Panagiotis Bamidis, PhD, Aristotle University Of Thessaloniki
Publications et liens utiles
Publications générales
- Athanasiou A, Klados MA, Pandria N, Foroglou N, Kavazidi KR, Polyzoidis K, Bamidis PD. A Systematic Review of Investigations into Functional Brain Connectivity Following Spinal Cord Injury. Front Hum Neurosci. 2017 Oct 25;11:517. doi: 10.3389/fnhum.2017.00517. eCollection 2017.
- Athanasiou A, Klados MA, Styliadis C, Foroglou N, Polyzoidis K, Bamidis PD. Investigating the Role of Alpha and Beta Rhythms in Functional Motor Networks. Neuroscience. 2018 May 15;378:54-70. doi: 10.1016/j.neuroscience.2016.05.044. Epub 2016 May 27.
- Athanasiou A, Xygonakis I, Pandria N, Kartsidis P, Arfaras G, Kavazidi KR, Foroglou N, Astaras A, Bamidis PD. Towards Rehabilitation Robotics: Off-the-Shelf BCI Control of Anthropomorphic Robotic Arms. Biomed Res Int. 2017;2017:5708937. doi: 10.1155/2017/5708937. Epub 2017 Aug 29.
- Athanasiou A, Arfaras G, Pandria N, Xygonakis I, Foroglou N, Astaras A, Bamidis PD. Wireless brain-robot interface: user perception and performance assessment of spinal cord injury patients. Wireless Communication and Mobile Computing, 2017: 2986423, 2017 https://doi.org/10.1155/2017/2986423
- Athanasiou A, Terzopoulos N, Pandria N, Xygonakis I, Foroglou N, Polyzoidis K, Bamidis PD. Functional Brain Connectivity during Multiple Motor Imagery Tasks in Spinal Cord Injury. Neural Plast. 2018 May 2;2018:9354207. doi: 10.1155/2018/9354207. eCollection 2018.
Dates d'enregistrement des études
Dates principales de l'étude
Début de l'étude (RÉEL)
Achèvement primaire (RÉEL)
Achèvement de l'étude (RÉEL)
Dates d'inscription aux études
Première soumission
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
Première publication (ESTIMATION)
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (RÉEL)
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
Dernière vérification
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Mots clés
Termes MeSH pertinents supplémentaires
Autres numéros d'identification d'étude
- 90886
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