의식 장애에서 인식 감지 및 의사 소통
장기간의 의식 장애 및 신체 장애에서 EEG 기반 인식 감지 및 통신
연구 개요 심각한 의식 변화는 대부분 뇌 손상의 결과로 발생합니다. 일부 부상은 경미하고 의식에 비교적 경미한 변화를 일으킬 수 있지만 사람이 "깨어 있지만" 자각하지 못하는 식물 상태에 있는 것으로 간주되는 상태가 발생할 수 있습니다. 식물인간 상태로 진단된 환자의 최대 43%는 임상 전문가의 추가 평가 후 최소한의 의식으로 재분류됩니다. 최소한의 의식 상태(MCS)에 있는 많은 사람들과 식물 상태(VS)에 있는 모든 사람들은 명백한 운동 반응을 제공할 수 없으므로 경우에 따라 기존 의식 척도가 평가에 충분하지 않습니다. 이러한 연장된 의식 장애(DoC)가 있는 환자의 하위 집합이 자발적으로 정신적 이미지를 수행하라는 지시에 응답하거나 청각 또는 시각적으로 제시된 자극에 주의를 기울일 때 뇌 활동을 조절할 수 있다는 증거가 있습니다. 이러한 발견으로 연구자들은 BCI(Brain-Computer Interface) 기술을 사용하여 뇌파(EEG) 기반 침대 옆 인식 감지가 가능하다는 증거를 수집했습니다. BCI 기술은 신경근 제어 또는 명백한 운동 제어에 의존하지 않는 신체 장애자(PI)에게 대체 통신 채널을 제공할 수 있습니다.
이 프로젝트의 연구 1은 낮은 인식/무반응 상태에 있는 환자를 평가하고 임상 실습에서 진단을 지원하기 위해 기술을 사용할 가능성을 평가하는 데 EEG 기반 BCI 기술의 사용을 검증하는 것을 목표로 합니다.
프로젝트의 연구 2는 일부 환자가 대체 통신 장치로 BCI를 사용할 수 있는지 확인하기 위해 연구 1에서 상당한 뇌 활성화를 보인 참가자에게 EEG 기반 BCI 기술을 적용하는 것을 목표로 합니다. 일반적으로 BCI 기술은 10개 이상의 세션에 대한 교육과 피드백이 필요하며 각 세션은 최대 1.5시간 지속됩니다. 연구 2는 선택된 참가자와 최소 10개의 세션을 수행하는 것입니다.
연구 개요
상세 설명
주요 연구 질문 이 프로젝트는 주로 연구의 두 단계를 기반으로 다수의 주요 주요 연구 질문을 다룰 것입니다.
상/연구 1
- 평가된 의식 장애 환자의 몇 퍼센트가 EEG 기반 BCI 기술을 사용하여 인식의 증거를 제공합니까?
- 이것이 임상 진단/예후와 어떻게 다릅니까?
- EEG 기반 정보가 임상 평가 및 진단 프로세스를 보완하거나 강화합니까?
- 식물 상태(또는 MCS)에 있는 것으로 진단된 참가자 중 EEG 기반 인식 프로토콜 감지를 기반으로 식물 상태 이상의 인식 징후를 보이는 사람이 있습니까?
단계/연구 2
- BCI 기반 교육 및 피드백을 사용하여 여러 교육 세션에서 보다 두드러지고 일관된 반응을 생성하기 위해 연구 1의 초기 평가 중 상당한 뇌 활성화로 표시된 것처럼 명확한 인식 징후를 보이는 참가자를 교육하는 것이 가능합니까? 프로토콜?
- 참가자의 하위 집합이 연구 종료 시 질문에 대한 간단한 응답을 전달하기 위해 BCI 기술을 사용할 수 있습니까? 채널?
- 신경 기술이 환자에게 다른 치료적 이점을 제공합니까? 예를 들어 움직임이 독립적이고 다른 방법으로는 참여하지 않는 뇌 영역을 참여시키는 기술 상호 작용 수단이 있습니까?
2차 연구 질문
- 기술이 컨설턴트의 평가 결과에 대한 피드백/해석을 지원합니까?
- 실험이 임상 환경에서 기술을 배포하는 방법에 대해 다른 사람들을 교육할 수 있는 기회를 어떻게 제공할 수 있습니까?
- 어떤 유형의 BCI 피드백 방법이 최고의 청각/시각적 또는 둘 다, 음악적 또는 광대역 소음, 게임 또는 애플리케이션 등입니까?
연구 유형
등록 (추정된)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 연락처
- 이름: Damien Coyle, PhD
- 전화번호: +44 28 7167 5170
- 이메일: dh.coyle@ulster.ac.uk
연구 연락처 백업
- 이름: Naomi du Bois, PhD
- 전화번호: +44 28 7167 5321
- 이메일: n.du-bois@ulster.ac.uk
연구 장소
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Dublin, 아일랜드, A96 E2H2
- 아직 모집하지 않음
- National Rehabilitation Hospital of Ireland
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연락하다:
- Dr Valerie Twomey
- 이메일: Valerie.Twomey@nrh.ie
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Antrim, 영국, BT41 2RL
- 모병
- Northern Health and Social Care Trust
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연락하다:
- Jacqueline Pogue
- 이메일: jacqueline.pogue@northerntrust.hscni.net
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Barnsley, 영국, S75 2EP
- 모병
- Barnsley Hospital NHS Foundation Trust
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연락하다:
- Simon Judge, MEng
- 이메일: simon.judge@nhs.net
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Belfast, 영국, BT9 7AB
- 모병
- Belfast Health And Social Care Trust
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연락하다:
- Sheena Caldwell, MB BCh FRCP(UK)
- 이메일: sheena.caldwell@belfasttrust.hscni.net
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Bristol, 영국, BS16 2UU
- 모병
- Frenchay Brain Injury Rehabilitation Centre
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연락하다:
- Suzanne Moss
- 이메일: Suzanne.Moss@huntercombe.com
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Edinburgh, 영국, EH9 2HL
- 모병
- NHS Lothian
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연락하다:
- Dr Alasdair Fitzgerald
- 이메일: alasdair.fitzgerald@nhslothian.scot.nhs.uk
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Hull, 영국, HU3 2JZ
- 모병
- Hull University Teaching Hospitals NHS Trust
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연락하다:
- Abayomi Salawu, MBBS, FWACS, FRCSI, PGCME, MSc
- 이메일: abayomi.salawu@nhs.net
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Liverpool, 영국, L9 7LJ
- 모병
- The Walton Centre NHS Foundation Trust
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연락하다:
- Ganesh Bavikatte, MBBS, MD, FRCP(London), FEBPRM
- 전화번호: +44 07816 078 294
- 이메일: ganesh.bavikatte@thewaltoncentre.nhs.uk
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수석 연구원:
- Ganesh Bavikatte, MBBS, MD, FRCP(London), FEBPRM
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London, 영국, W6 8RF
- 모병
- Imperial College Healthcare NHS Trust
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연락하다:
- Dr Paul Bentley
- 이메일: p.bentley@imperial.ac.uk
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London, 영국, SE10 8AD
- 모병
- The Huntercombe Group
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연락하다:
- Samantha Mcantagart
- 이메일: samantha.mcantagart@huntercombe.com
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London, 영국, SW15 3SW
- 모병
- Royal Hospital for Neuro-disability
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연락하다:
- Lloyd Bradley, MD
- 이메일: lbradley@rhn.org.uk
-
Londonderry, 영국, BT47 6SB
- 모병
- Western Health and Social Care Trust
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연락하다:
- Dr Paul Johnson
- 이메일: paul.johnson@westerntrust.hscni.net
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Oxford, 영국, OX3 7HE
- 모병
- Oxford University Hospitals NHS Foundation Trust
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연락하다:
- Emma Dodds
- 이메일: Emma.Dodds@ouh.nhs.uk
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Portadown, 영국, BT63 5QQ
- 모병
- Southern Health and Social Care Trust
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연락하다:
- Dr Bernadette Salisbury
- 이메일: Bernadette.Salisbury@southerntrust.hscni.ne
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Sheffield, 영국, S10 2JF
- 모병
- Sheffield Teaching Hospitals NHS Foundation Trust
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연락하다:
- Sivaraman Nair, DM, FRCP
- 이메일: siva.nair@nhs.net
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Warwick, 영국, CV34 5BW
- 모병
- South Warwickshire NHS Foundation Trust
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연락하다:
- Dr Damon Hoad
- 이메일: Damon.Hoad@swft.nhs.uk
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Worcester, 영국, WR2 6AS
- 모병
- Inspire Neurocare Worcester
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연락하다:
- Damon Hoad
- 이메일: Damon.Hoad@warwick.ac.uk
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수석 연구원:
- Damon Hoad
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연락하다:
- Harriet Miller
- 이메일: Worcester.CL@inspireneurocare.co.uk
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Warwickshire
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Warwick, Warwickshire, 영국, CV32 6LL
- 모병
- Castel Froma Neuro Care
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연락하다:
- Elizabeth Jackson
- 이메일: elizabeth.jackson@castelfroma.org.uk
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연락하다:
- Damon Hoad
- 이메일: Damon.Hoad@warwick.ac.uk
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수석 연구원:
- Damon Hoad
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
연구 1 - 초기 평가/선별
포함 기준:
- 의식 장애 또는 저 의식 상태 진단은 낮은 인식 상태에서 명확하지 않은 진단, 식물 상태 및 최소한의 의식 진단에 이르기까지 다양합니다. 부상이나 질병(예: 참여를 방해하는 건강 문제가 없는 운동 신경 질환)으로 인한 감금 증후군이 있는/완결된 감금 증후군이 있는 사람은 평가를 받을 수 있지만 낮은 인식 상태를 가진 사람과는 별도의 코호트로 간주됩니다.
- 적절한 경우 급성, 급성 후 환자
제외 기준:
- 뇌 관련 질병 또는 질병(예: 진행성 신경계 상태 또는 제어되지 않는 간질)이 있거나 통증(생성된 뇌 데이터에 악영향을 미칠 수 있음)을 앓고 있으며 임상 팀에서 시험에 적합하지 않은 참가자로 간주됩니다.
- 과도한 피로를 유발하거나 인지 기능에 악영향을 미치는 약물의 현재 소비
- 영어가 개인의 모국어가 아닌 경우
- 제어할 수 없는 과도한 팔 또는 머리 움직임 또는 EEG 신호 품질로 이를 가는 참가자는 크게 저하됩니다.
연구 2 - BCI 교육
포함 기준:
- 연구 1에서 관찰된 적절한 뇌 활성화를 기반으로 인식 수준이 있는 것으로 확인된 사람 및/또는 인식을 알고 있지만 뇌-컴퓨터 인터페이스를 사용하여 제어되는 움직임 독립적 보조 장치 및 기술의 대상 그룹인 사람.
제외 기준:
- 연구 1에서 활성 뇌 반응을 보이지 않은 참가자
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 기초 과학
- 할당: 해당 없음
- 중재 모델: 단일 그룹 할당
- 마스킹: 없음(오픈 라벨)
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: 모터 이미지 기반 뇌 컴퓨터 인터페이스
뇌-컴퓨터 인터페이스 기반 뇌파 검사를 통해 명령, 청각 피드백 훈련 및 이진 예-아니오 폐쇄형 질문에 대한 응답에 대한 운동 이미지에 대한 간략한 평가.
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이 연구에서 수집된 정보는 장기간의 의식 장애 진단을 고려할 때 유용할 수 있으며 장치의 성공적인 채택은 치료 이점이 있는 보조 의사 소통 개입으로 이어질 수 있습니다.
참가자는 작업에 참여할 수 있는 능력을 테스트하기 위해 빠른 평가를 받습니다. 성공하면 최소한의 의식이 있고, 명령을 기억할 수 있는 온전한 자기 및 기억에 대한 인식이 있음을 의미합니다.
교육 중에 참가자는 청각 신호에 의해 지시된 방향으로 방위각 평면을 가로질러 소리를 이동하기 위해 두 가지 다른 상상의 움직임을 수행하는 여러 세션을 거칩니다.
참가자는 시험 전반에 걸친 성능 및 일관성 측면에서 참가자가 작업에 얼마나 잘 참여하고 있는지를 반영하는 역할을 하는 소리의 위치에 대한 청각 피드백을 받게 됩니다.
참가자는 일련의 전기적, 상황적, 기본 논리 및 숫자/문자 질문에 답하기 위해 상상의 움직임을 사용하도록 이동합니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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훈련 전후 BCI 사용의 성능 정확도 변화
기간: ~1.5시간의 ~10개 세션
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주요 주요 결과 측정은 BCI 성능(예: BCI를 사용하여 반복되는 이진 선택 선택에 대한 %의 정확도, 예: EEG 기반 BCI를 사용하여 두 대상 중 하나를 향한 커서의 움직임 없는 제어 또는 상상된 움직임과 관련된 다양한 뇌 반응을 구별하는 정확도입니다. 다른 팔다리의. 기준선 정확도(응답의 정확도가 약 50%(기회 수준)일 것으로 예상되는 프리큐)와 피크 정확도(관련된 식별 이벤트의 정확도가 신호에 따라 뇌 반응이 최고조에 달함). |
~1.5시간의 ~10개 세션
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장기간 의식 장애가 있는 참가자가 여러 세션에 걸쳐 닫힌 질문에 대한 예-아니오 응답을 일관되게 전달하기 위해 상상의 움직임을 사용하는 능력의 변화
기간: ~1.5시간의 3-4회 세션
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진술에 대한 알려진 응답을 제공하기 위해 BCI 시스템을 사용할 때의 정확도는 참가자가 이 기술을 보조 통신 방법으로 사용할 수 있다는 증거를 구축하는 데 사용됩니다. 질문의 예는 다음과 같습니다. 예 질문: 당신의 이름은 데이비드입니다. 당신은 25세입니다. |
~1.5시간의 3-4회 세션
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
|---|---|---|
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연구 완료를 통해 임상의에게 제공되는 BCI 데이터의 진단적 유용성
기간: 2 - 7주. 결과 분석/보고를 위한 약간의 시간 외에 ~1.5시간의 10개 세션이 지속되는 연구 기간
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시간이 지정된 패러다임에서 적절하게 일관된 큐 유도 상상의 움직임을 생성하는 참가자의 성능 정확도는 성능 정확도의 변동성과 일관성을 결정하기 위해 세션 전반에 걸쳐 평가됩니다. 실시간 피드백의 영향을 질문 하위 범주에 걸친 수행 정확도의 차이와 함께 살펴봅니다. 자기 인식 대 환경 인식, 숫자, 문자 및 논리에 대한 이해를 평가하기 위해 질문 하위 범주별 수행 정확도를 평가합니다. 이 정보가 환자의 현재 진단/CRS-R 및 WHIM 점수와 일치하는지 여부는 기술이 컨설턴트의 평가 결과에 대한 피드백/해석을 도울 수 있는지 여부를 더 이해하기 위해 평가됩니까? |
2 - 7주. 결과 분석/보고를 위한 약간의 시간 외에 ~1.5시간의 10개 세션이 지속되는 연구 기간
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모터 이미지 참여의 잠재적 치료 이점으로 인한 Wessex Head Injury Matrix 및 Coma Recovery Scale 점수의 변화
기간: ~1.5시간의 ~10개 세션
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여러 세션에 걸쳐 시간이 지정된 패러다임의 명령에 대한 응답으로 의도적으로 운동 피질 영역을 조절하는 이점이 있습니까?
장기간 의식 장애가 있는 참가자의 경우 각 세션에서 가져온 The Wessex Head Injury Matrix 및 Coma-Recovery Scale Revised 점수를 검토하여 치료 효과를 확인합니다.
여기에서 치료적 이점은 각성 상태의 변화와 자기/환경에 대한 인식으로 정의됩니다.
성공적으로 완료된 모터 이미지 시도의 정확도 백분율로 주어진 성능과 이것이 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지를 통해 치료 이점을 평가할 수도 있습니다.
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~1.5시간의 ~10개 세션
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피드백이 음악 또는 광대역 소음으로 제시되었는지 여부에 따른 성능 정확도의 변화,
기간: ~1.5시간의 ~10개 세션
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참가자가 받은 피드백 유형(음악 클립 또는 광대역 소음)에 따라 성능에 상당한 차이가 있습니까?
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~1.5시간의 ~10개 세션
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연구 실험 시간에 따른 성능 정확도 변화
기간: ~1.5시간의 ~10개 세션
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각성은 시간에 따라 달라집니다. 이것이 BCI 사용 성능에 반영됩니까, 아니면 일부 환자가 특정 시간에 더 최적으로 수행합니까?
목표는 오전 5회, 오후 5회를 수행하여 시간의 영향을 살펴보는 것입니다.
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~1.5시간의 ~10개 세션
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공동 작업자 및 조사자
협력자
수사관
- 수석 연구원: Damien Coyle, PhD, University of Ulster
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (추정된)
연구 완료 (추정된)
연구 등록 날짜
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