Sistema di neuroriabilitazione wireless controllato da interfaccia cerebrale per pazienti con ictus

Valutazione dell'efficacia del sistema di riabilitazione controllato da BCI basato su EEG wireless in pazienti con ictus

L'applicazione dell'interfaccia cervello-computer (BCI) per migliorare la qualità della vita degli handicap e le comodità delle persone sane nella vita reale è stata elencata come uno dei 20 principali problemi nel campo delle neuroscienze negli ultimi 20 anni. Negli ultimi anni, il Centro di ricerca e sviluppo di ingegneria biomedica presso la China Medical University (CMU) e l'ospedale si sono dedicati allo sviluppo di apparecchiature di rilevamento del segnale cerebrale wireless e indossabili e del relativo software e hardware. Recentemente, il sistema di elettroencefalogramma wireless (EEG) è stato integrato e testato, fianco a fianco con un sistema EEG cablato disponibile in commercio, che viene spesso utilizzato come standard nella maggior parte dei laboratori per gli esperimenti EEG. Dopo alcuni esami con compiti cognitivi, la qualità del dispositivo e dei segnali rilevati è stata paragonabile a quella di un sistema EEG commerciale. Di conseguenza, stiamo integrando ulteriormente il sistema EEG wireless con un dispositivo riabilitativo ordinario (un ergometro per arti superiori, "arm bike") utilizzato nel Dipartimento di Medicina Fisica e Riabilitazione del nostro ospedale per un dispositivo di neuroriabilitazione controllato da BCI, che abbiamo proporre di utilizzare nella terapia riabilitativa per i pazienti con ictus. Ipotizziamo che l'accoppiamento dei segnali elettroencefalografici relativi all'inizio dei movimenti degli arti con un dispositivo meccanico che assiste il movimento previsto sia efficace per facilitare il recupero motorio nei pazienti con lesione cerebrale. Per testare l'efficacia del dispositivo di riabilitazione controllato da BCI basato su EEG wireless proposto, proponiamo di arruolare 20 pazienti con incidente cerebrovascolare (CVA) (4-24 mesi dopo l'attaccamento dell'ictus) e i pazienti saranno assegnati in modo casuale a gruppi sperimentali e di controllo . I pazienti nel gruppo sperimentale saranno sottoposti a 80 minuti di terapia riabilitativa standard e 20 minuti di allenamento con ergometro dell'arto superiore controllato da BCI durante una sessione di riabilitazione; quelli nel gruppo di controllo prenderanno 100 minuti di terapia riabilitativa standard. Tutti i partecipanti riceveranno 3 sessioni di riabilitazione ogni settimana per 8 settimane (per un totale di 24 sessioni). Per valutare il risultato riabilitativo con diversi protocolli di allenamento, proponiamo di utilizzare gli strumenti di valutazione comportamentale e di brain imaging (fMRI e DTI). Per confrontare i risultati riabilitativi tra questi gruppi, proponiamo di utilizzare vari strumenti di valutazione tra cui la valutazione clinica (valutazione Fugl-Meyer, scala di Ashworth modificata, registro attività motoria, misura dell'indipendenza funzionale) nonché la risonanza magnetica funzionale e il tensore di diffusione prima, immediato e 2 mesi dopo il completamento del protocollo di formazione. Se è possibile ottenere differenze significative nelle valutazioni comportamentali e di neuroimmagine tra i due gruppi, integreremo il sistema di riabilitazione wireless-EEG e la procedura di valutazione comportamentale-neuroimmagine come nuovo protocollo di riabilitazione per una vera sperimentazione clinica con una dimensione del campione più ampia.