뇌졸중 상지 재활을 위한 EEG 기반 BCI
상지 재활을 위한 만성 뇌졸중 생존자의 EEG 기반 뇌 컴퓨터 인터페이스-운동 실행 및 운동 이미지를 사용한 파일럿 연구
생의학 및 공학적 접근법은 상지의 신경학적 재활에 핵심 요소를 형성합니다. 운동 실행 및 운동 이미지를 사용하는 뇌 컴퓨터 인터페이스(BCI)는 뇌졸중에서 운동 회복을 돕는 것으로 알려져 있습니다. 본 연구의 목적은 비침습적 SMR(Sensorimotor Rhythm) 기반 EEG 기반 BCI가 운동 실행 및 운동 이미지 작업을 사용하여 만성 뇌졸중에서 상지 운동의 재활에 도움이 될 수 있음을 입증하는 것입니다.
이 프로젝트는 상지 장애를 앓고 있는 뇌졸중 환자의 운동 실행 작업과 가상 손 움직임을 사용하여 뉴로피드백으로 가상 게임을 플레이하기 위해 감각 운동 리듬 자발적 변조를 활용할 수 있는 SMR 기반 BCI 시스템을 탐색하는 것을 목표로 합니다.
연구 개요
상세 설명
운동 실행 및 운동 이미지를 사용하는 뇌 컴퓨터 인터페이스(BCI)는 뇌졸중에서 운동 회복을 돕는 것으로 알려져 있습니다. 본 연구의 목적은 비침습적 SMR(Sensorimotor Rhythm) 기반 EEG 기반 BCI가 운동 실행 및 운동 이미지 작업을 사용하여 만성 뇌졸중에서 상지 운동의 재활에 도움이 될 수 있음을 입증하는 것입니다.
이 프로젝트는 상지 장애를 앓고 있는 뇌졸중 환자의 운동 실행 작업과 가상 손 움직임을 사용하여 뉴로피드백으로 가상 게임을 플레이하기 위해 감각 운동 리듬 자발적 변조를 활용할 수 있는 SMR 기반 BCI 시스템을 탐색하는 것을 목표로 합니다. 연구에 따르면 운동 및 운동 이미지(MI)(즉, 근육의 활성화 없이 움직임의 정신적 리허설)는 운동 피질에 대해 유사한 EEG 패턴을 유도합니다.
동작 실행, 준비 및 관찰은 일반적으로 관련된 신체 부분을 나타내는 피질 영역의 μ- 및 β-리듬의 감소를 동반합니다. 이러한 감소를 이벤트 관련 비동기화(ERD)라고 합니다. μ-리듬의 증가, 즉 이벤트 관련 동기화(ERS)는 작업에 관여하지 않는 신체 세그먼트를 나타내는 뇌 영역에서 관찰됩니다. 연구는 운동 과제와 운동 이미지를 사용하여 SMR 기반 EEG BCI의 타당성을 조사하고 이에 대한 게임 피드백을 포함하는 파일럿 연구입니다.
처음 2일은 컴퓨터 화면에서 명령을 사용하여 BMI를 보정하는 데 사용되며, 그 다음 2일은 컴퓨터 화면에서 공을 이동하기 위해 컴퓨터에서 게임하는 동안 BMI 및 피드백 제어를 테스트하는 데 사용됩니다.
연구 유형
등록 (예상)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 장소
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Texas
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Houston, Texas, 미국, 77025
- 모병
- Subasree Ramakrishnan
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연락하다:
- Subasree R
- 전화번호: 832-672-1522
- 이메일: sramakr3@central.uh.edu
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연락하다:
- Jose CL Vidal, PhD
- 전화번호: 713 7434429
- 이메일: jlcontr2@central.uh.edu
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부수사관:
- Andrew Paek, RA
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부수사관:
- Akshay Ravindran, RA
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
연구 대상 성별
설명
포함 기준:
• 연령: 21~75세
- 아급성 또는 만성 뇌졸중; 뇌졸중에서 등록 시점까지 각각 최소 3개월 및 최소 6개월의 간격.
- 소뇌 징후 또는 양측 운동 결함 없음
- 치료 프로토콜에 동의하고, 동화하고, 적극적으로 참여할 수 있는 인지 능력(Mini Mental State Examination 점수 > 24점, 총 30점이 정상 인지 능력을 나타냄)
- 수정된 Rankin 척도 점수 1-3(뇌졸중 후 경증-중등도 기능 장애);
- Modified Ashworth Scale of Spasticity 점수 <= 3(범위는 0-4이며 4는 최대 경련을 반영함)
간질 없음/항경련제 사용
◦ 뇌졸중이 있는 피험자는 다음과 같은 경우 포함됩니다.
- 일측성 손상된 상지
- 주먹을 쥐었다 폈다 하는 것과 같은 손 움직임을 시작할 수 있고 영향을 받는 상지의 관절 구축 또는 심한 경련이 없습니다.
- 실험 활동에 참여하기에 충분한 앉은 자세 균형.
- 조건 없음(예: 중증 관절염, 중추 통증) 운동 기능 검사 시행을 방해할 수 있습니다.
- 정보에 입각한 동의(MMSE >=24)를 제공하고 중재에 협조하기에 충분한 영어 이해력 및 인지 능력.
제외 기준:
• 연구 성과에 영향을 미칠 수 있는 상지 또는 하지의 정형외과 상태
- 연구 참여 동기에 영향을 줄 수 있는 치료되지 않은 우울증
- 작업 이해를 방해하는 혈관인지 장애
- 인지 또는 심각한 시각 장애, 편측무시, 조절되지 않는 협심증 또는 임신 진단을 받은 뇌졸중 환자
뇌졸중 이외의 정신과적 또는 신경학적 상태 없음
◦ 뇌졸중은 다음과 같은 경우 제외됩니다.
- 임신(자기 보고)
- 치매(MMSE 점수 24 미만)
- 뇌졸중의 재발(환자가 보고하거나 방문 중 검사에서 PI가 발견한 새로운 초점 결손의 발생)
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 건강_서비스_연구
- 할당: NA
- 중재 모델: 단일_그룹
- 마스킹: 없음
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
|---|---|
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실험적: 상지 재활을 위한 EEG BCI 폐쇄 루프 피드백
본 연구는 운동 과제와 운동 영상을 이용하여 SMR 기반 EEG BCI의 타당성을 검토하고 이에 대한 게임 피드백을 포함하기 위한 파일럿 연구이다. 처음 2일은 컴퓨터 화면에서 명령을 사용하여 BMI를 보정하는 데 사용되며, 그 다음 2일은 컴퓨터 화면에서 공을 이동하기 위해 컴퓨터에서 게임하는 동안 BMI 및 피드백 제어를 테스트하는 데 사용됩니다. |
피험자는 재활을 위한 피드백으로 EEG 기반 BCI를 받게 됩니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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Fugl-Meyer 평가 점수(상지)(Min0-Max66;Total 66)
기간: 4 일
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손의 힘의 변화
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4 일
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Scalp Electroencephalography(EEG)를 이용한 손 움직임의 운동 의도 해독
기간: 4 일
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모터 실행 중 뇌파 스펙트럼 전력 변화 및 뇌졸중 대상자의 손 움직임의 모터 이미지
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4 일
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Subasree R, University of Houston
간행물 및 유용한 링크
일반 간행물
- Daly JJ, Wolpaw JR. Brain-computer interfaces in neurological rehabilitation. Lancet Neurol. 2008 Nov;7(11):1032-43. doi: 10.1016/S1474-4422(08)70223-0. Epub 2008 Oct 2.
- Ramos-Murguialday A, Broetz D, Rea M, Laer L, Yilmaz O, Brasil FL, Liberati G, Curado MR, Garcia-Cossio E, Vyziotis A, Cho W, Agostini M, Soares E, Soekadar S, Caria A, Cohen LG, Birbaumer N. Brain-machine interface in chronic stroke rehabilitation: a controlled study. Ann Neurol. 2013 Jul;74(1):100-8. doi: 10.1002/ana.23879. Epub 2013 Aug 7.
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (예상)
연구 완료 (예상)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
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추가 정보
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