Brain Computer Interface (BCI) alapú robotrehabilitáció stroke esetén

A javasolt rehabilitációs eszköz az első olyan neuro-rehabilitációs rendszer, amely ötvözi a nem invazív BCI-t és a robotizált rehabilitációt a bénult stroke felső végtagban a stroke után 6 hónapon belül. A stroke utáni spontán felépülés a stroke utáni első 6-12 hónapban megy végbe. Az első 3-6 hónap a legdöntőbb időszak, mivel ez a maximális neurológiai felépülés és neuroplaszticitás időszaka. Különböző gyógyulási arányok fordulnak elő a stroke utáni különböző típusú károsodások esetén. Általánosságban elmondható, hogy a motoros funkciók (mobilitás, járás, felső végtagi funkciók, mindennapi élettevékenységek (ADL)) gyorsabban helyreállnak, mint a kognitív vagy nyelvi károsodások, amelyek 12 hónap alatt is helyreállhatnak. A stroke-sérülések rehabilitációjában számos megközelítést vezettek be a belső felépülés elősegítésére vagy a stroke-hoz kapcsolódó károsodások adaptív kompenzációjának elősegítésére. Általában ahhoz, hogy a rehabilitációs edzés eredményes legyen, a stroke után a lehető legkorábban el kell kezdeni. A jelenlegi kutatások azt bizonyítják, hogy a hagyományos neuro-facilitációs megközelítéseket alkalmazó rehabilitáció hatékonyan javítja a neurológiai és funkcionális gyógyulást, és felülmúlja önmagában a kezelés nélküli vagy ápolási ellátást. A rehabilitált betegeknél rövidebb a teljes kórházi tartózkodás, alacsonyabb a szövődmények aránya, korábban és magasabb arányban bocsátanak haza, mint azok, akik nem részesülnek rehabilitációban. Ezenkívül a rehabilitációs orvos vagy szakorvos által vezetett multidiszciplináris team megközelítést magában foglaló rehabilitáció jobb funkcionális eredményeket eredményez, mint az akut általános osztályon végzett terápiák. Ahhoz, hogy a rehabilitáció hatékonyan módosítsa az agykérgi neuroplaszticitást, célzottnak kell lennie az adott stroke-károsodásra, feladatspecifikusnak, a gyakorlatnak ismétlődőnek és intenzívnek, célirányosnak és a stroke-beteg figyelmét fel kell hívnia. A rehabilitáció egyes összetevői közé tartozik a fizikoterápia, a járás- és egyensúlytréning, az aerob kondicionálás, a mindennapi élet funkcionális tevékenységei (ADL), a fájdalom kezelésére szolgáló fizikai módszerek, a funkcionális elektromos stimuláció (FES) vagy a neuro-muszkuláris elektromos stimuláció (NMES). Egyéb módszerek közé tartoznak a rehabilitációs szövődmények, például görcsösség, ataxia, kontraktúrák és hólyag- vagy bélinkontinencia kezelésére szolgáló speciális kezelések. Gyakran egy-egy, rendkívül munkaigényes és költséges terápiákra van szükség szoros kéz-átadásos kezelésekkel. A jelenlegi fizioterápiás és foglalkozási terápiás technikák korlátai a következők: (1) A súlyosan lebénult kar és kéz rehabilitációjának nehézségei, amelyeket gyakran passzív módszerekkel kezelnek, például NMES-sel, passzív ROM-okkal és egyéb módozatokkal. (2) Nehézségek az intenzív rehabilitáció és a gyakori ismétlések elérésében a közepesen súlyos vagy súlyos felső végtagi bénulásban szenvedőknél a részvétel hiánya vagy a súlyos bénulásban szenvedőknél gyakoribb fájdalom miatt. (3) Problémák a betegek ismétlődő gyakorlatok iránti érdeklődésének motiválásában és fenntartásában. (4) A terápiát gyakran unalmasnak tartják, és az azonnali biofeedback hiánya miatt. (I) Robot által támogatott rehabilitáció: Az MIT (USA) kifejlesztett egy MIT-MANUS névre keresztelt robotot, amely segíti a stroke áldozatainak kezelését. Kisebb klinikai vizsgálatok arról számoltak be, hogy a robot jelentősen javította a betegek karmozgásának és funkcióinak felépülését, miközben a kezelés befejezése után több hónappal is javult. Ezt a rendszert klinikailag rehabilitációs képzési eszközként használják több mint 20 központban világszerte. A robot által támogatott rehabilitáció előnyei közé tartozik a mozgás- és erőparaméterek dokumentálása és tárolása, több ezer ismétlés elérésének képessége kezelésenként (100-szor több, mint a hagyományos kezelés vagy FES), anélkül, hogy szövetsérülést vagy fájdalmat okozna, magas intenzitás alacsony súrlódás mellett, figyelemfelkeltés és fokozott biofeedback interaktív videojátékok beépítésével, amelyek szimulálhatnak pályákat, útvesztőket, ADL-feladatokat, például étkezés elkészítését, és térbeli feladatok szimulációját, például bevásárlást. Ezen túlmenően, a kezdeti képzési időszak után a páciens terapeuta általi felügyelete csökkenthető a robotban vagy a BCI alapú robotrehabilitációban részt vevő páciens részvételének fenntarthatósága miatt. Ezért a humán terapeuta produktivitását növeli a robot. A robot így csúcstechnológiás segédeszközként működik a klinikus és a terapeuta számára. A rendszer hordozható is, így lehetőség nyílik tele-rehabilitációs lehetőségekre, a beteg teljesítményét és előrehaladását az intézmény távfelügyelete mellett. (II)BCI-alapú BCI-alapú robotrehabilitáció: Ez a nem invazív eszköz egy újszerű megközelítést kíván alkalmazni a robotok képzésében, amelyet korábban nem alkalmaztak a terápiás területen. A MIT-MANUS-ban és a kapcsolódó, kereskedelmi forgalomban kapható rendszerekben nincs közvetlen kommunikáció a páciens elméje vagy gondolkodási folyamatai vagy motoros akarati gondolkodása és a robotrendszer között. Bár egyes szenzorokat használnak a páciens gyenge mozgásának érzékelésére, soha nem tudja, mikor és hogyan akar mozogni. A robotkar, amelyhez a páciens hozzá van kötve vagy kényszerítve, megtervezi a páciens mozgási pályáját, és csökkenti aktív szerepét, amikor a páciens visszanyeri az akaratlagos mozgását. A legtöbb esetben a páciens csak passzívan tudja követni az előre meghatározott programot, amely nem feltétlenül tárja fel teljesen a páciens motoros kezdeményezéseit és potenciális vagy figyelemfolyamatait.