만성 뇌졸중 환자의 상지 회복을 위한 뉴로피드백 유도 BCI 운동 심상
만성 뇌졸중 환자에서 뇌-컴퓨터 인터페이스를 이용한 뉴로피드백 유도 운동 상상: 상지 기능과 뇌 대칭성에 대한 대조군 파일럿 연구
뇌졸중은 특히 회복이 제한적인 만성 단계에서 상지 기능의 장기적 손상을 초래할 수 있습니다. 운동 심상(MI)과 결합된 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시스템은 유망한 신경재활 접근법으로 부상하고 있습니다. MI 중 실시간 뉴로피드백을 제공하면 사용 의존적 신경가소성을 촉진하여 운동 회복을 향상시킬 수 있지만, 만성 뇌졸중 환자에서의 증거는 여전히 제한적입니다.
이 통제된 파일럿 연구는 만성 뇌졸중 환자의 상지 운동 기능과 뇌 활성 패턴에 대한 EEG 기반 BCI 뉴로피드백 중재와 MI 및 물리치료를 결합한 접근법의 실현 가능성과 예비 효과를 평가하는 것을 목표로 합니다. 참가자는 표준화된 4주 물리치료 프로그램과 함께 실시간 EEG 기반 뉴로피드백을 받는 실험군 또는 가짜 피드백을 받는 대조군에 무작위 배정됩니다.
운동 기능은 Action Research Arm Test, Fugl-Meyer Assessment, Motor Assessment Scale 및 악력과 같은 검증된 임상 측정 도구를 사용하여 평가되며, 변화는 임상적으로 의미 있는 임계값에 따라 해석됩니다. 신경생리학적 변화는 뇌 대칭성과 작업 관련 기능적 MRI에 대한 EEG 기반 측정을 통해 탐구됩니다.
실제 뉴로피드백을 받는 참가자가 가짜 피드백을 받는 참가자보다 상지 기능에서 더 큰 개선과 더 적응적인 뇌 활성 패턴을 보일 것으로 예상됩니다. 이 연구의 결과는 이 접근법의 실현 가능성을 결정하는 데 도움이 되며 만성 뇌졸중 재활에서의 효과를 평가하기 위한 대규모 임상시험의 설계에 정보를 제공할 것입니다.
연구 개요
상세 설명
이 연구는 참가자와 결과 평가자 모두 그룹 할당을 알지 못하는 이중 맹검 설계를 따르며, 잠재적인 편향 원인을 최소화합니다. 가짜 피드백 조건의 포함은 작업 참여, 주의력 및 중재 환경 노출과 관련된 비특이적 효과를 통제하기 위한 것입니다.
신경피드백 프로토콜은 운동 이미지 작업 중 EEG 유래 감각운동 리듬의 실시간 조절을 기반으로 합니다. 실험 그룹에서는 피드백이 참가자의 뇌 활동에 따라 제공되어 목표 신경 패턴의 강화가 가능합니다. 대조군에서는 피드백은 조건부가 아니지만 시각적으로 유사하여 맹검이 유지됩니다.
중재 충실도를 보장하기 위해 프로토콜은 고정된 기간 동안 모든 참가자에게 표준화된 절차로 제공됩니다. 구조화된 재활 일정 내 신경피드백 중재의 통합은 변동성을 최소화하고 제공의 일관성을 지원하도록 설계되었습니다.
결과 해석에는 임상적으로 의미 있는 개선을 구분하기 위한 최소 임상 중요 차이(MCID) 임계값이 포함됩니다. 또한, EEG와 작업 관련 기능적 MRI의 결합 사용은 신경가소성에 대한 상보적 통찰력을 제공하며, 뇌 재구성의 시간적 역학과 공간적 패턴을 모두 포착합니다.
실현 가능성은 중재 프로토콜 준수, 참가자 유지율 및 재활 맥락에서 EEG 기반 신경피드백 구현의 실용성과 같은 지표를 통해 추가 평가됩니다. 이러한 요소는 프로토콜 최적화 및 향후 무작위 대조 시험 설계에 정보를 제공하기 위한 것입니다.
연구 유형
등록 (실제)
단계
- 해당 없음
참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
- 성인
- 고령자
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 좌측 중대뇌동맥(MCA) 영역에 영향을 미치는 첫 번째 피질 허혈성 뇌졸중을 경험한 성인으로, 뇌졸중 후 최소 12개월이 지난 경우. 진단은 구조적 신경영상(MRI 또는 CT)을 통해 확인되었으며, 병변 위치는 임상 및 방사선학적 기준에 따라 분류되었습니다.
제외 기준:
- 완전한 손 마비; 지속적인 언어 또는 인지 장애(몬트리올 인지 평가를 사용하여 평가); 주의력 결핍; 시각 장애; 우울증; 뇌졸중 전 일상생활 활동(예: 화장실 사용)에 대한 의존성; 왼손잡이(에든버러 손잡이 목록을 사용하여 평가); 정확한 MI 수행 불가능; MRI 금기 사항(예: 금속 임플란트, 전자 장치 존재 또는 폐쇄공포증)
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 치료
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 병렬 할당
- 마스킹: 더블
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: 운동 이미지 기반 훈련 - 실제 뉴로피드백
참가자들은 표준화된 4주간의 물리치료 프로그램과 함께 실시간 뇌파 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 신경 피드백을 결합한 운동 상상 작업을 수행합니다.
피드백은 감각운동 활성화 패턴을 강화하기 위해 참가자의 뇌 활동에 따라 제공됩니다.
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참가자들은 EEG 기반 BCI 시스템(Emotiv® EPOC 헤드셋, 14채널)을 사용하여 운동 심상(MI) 기반 훈련을 12회(회당 30분, 주 3회) 완료했습니다.
각 세션 동안 참가자는 방향 신호의 안내에 따라 가상 공을 밀기 위해 오른손 또는 왼손을 움직이는 것을 상상했습니다.
공의 움직임에 대한 실시간 뉴로피드백은 참가자의 뇌 활동에 따라 제공되었습니다.
각 MI 세션 후에는 문제 해결 치료 모델을 기반으로 한 표준화된 물리치료 세션이 진행되었습니다.
다른 이름들:
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가짜 비교기: 모터 이미지 기반 훈련 - 셤 뉴로피드백
참가자는 동일한 물리치료 프로그램과 함께 가짜(비조건적) 피드백을 사용하여 동일한 운동 심상 작업을 수행합니다.
피드백은 시각적으로 유사하지만 실제 뇌 활동을 기반으로 하지 않아 훈련의 비특이적 효과에 대한 대조군 역할을 합니다.
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참가자는 EEG 기반 BCI 시스템(Emotiv® EPOC 헤드셋, 14채널)을 사용하여 운동 심상(MI) 기반 훈련을 12회(회당 30분, 주 3회) 완료했습니다.
참가자는 동일한 MI 기반 훈련과 물리치료 일정을 완료했습니다.
MI 중에는 그들의 뇌 활동과 무관하게 이전 세션에서 미리 녹화된 시각적 피드백인 가짜 피드백을 받았습니다.
시험 구조, 세션 빈도 및 물리치료를 포함한 다른 모든 절차는 실험 그룹과 동일했습니다.
다른 이름들:
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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신경가소성
기간: 중재 전후 (4주)
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EEG-fMRI 측정을 결합하여 평가하였습니다.
EEG는 양손의 운동 실행(ME) 및 운동 심상(MI) 과제 동안 64채널 MRI 호환 시스템으로 기록되었으며, 동시에 fMRI를 획득하였습니다.
뇌 대칭 지수(BSI)는 병변 동측(C1, C3, FC1, FC3) 및 병변 반대측(C2, C4, FC2, FC4) 운동 피질 영역의 mu(8-13 Hz) 및 베타(14-30 Hz) 대역 활동으로부터 계산되었습니다.
fMRI 데이터는 3.0 테슬라 스캐너에서 획득되었으며, 표준 전처리 및 SPM8을 사용하여 기능적 활성화 패턴을 평가하기 위해 분석되었습니다.
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중재 전후 (4주)
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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악력
기간: 중재 전후 (4주)
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Baseline® Hydraulic Hand Dynamometer를 사용하여 측정; 각 손마다 세 번의 시도를 평균함.
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중재 전후 (4주)
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상지 운동 기능 - 동작 연구 팔 검사 (ARAT)
기간: 중재 전과 후(4주)
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상지 손재주의 기능적 평가.
눈가림된 두 평가자가 비디오 녹화물로부터 독립적으로 채점.
점수 범위: 0에서 57.
방향: 점수가 높을수록 상지 기능이 더 좋음을 나타냄.
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중재 전과 후(4주)
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상지 운동 기능 - Fugl-Meyer 평가 - 상지(FMA-UE)
기간: 중재 전과 후 (4주)
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Fugl-Meyer Assessment - 상지.
FMA-UE는 뇌졸중 특이적, 손상 기반의 Fugl-Meyer Assessment 하위 척도로, 상지의 운동 기능(반사 활동, 연합 운동 패턴 내외의 자발적 움직임, 협응 및 속도 포함)을 평가합니다.
뇌졸중 후 운동 회복을 정량화하는 데 널리 사용됩니다.
점수 범위: 0~66. 방향: 점수가 높을수록 운동 장애가 적음(상지 기능이 더 좋음)을 나타냅니다.
요약 설명:
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중재 전과 후 (4주)
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상지 운동 기능 - 운동 평가 척도 (MAS)
기간: 중재 전후 (4주)
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운동 평가 척도 - 상지 항목.
이 운동 평가 척도의 하위 집합은 상지 관련 항목(상완 기능, 손 동작, 고급 손 활동)을 포함합니다.
각 항목은 0점에서 6점으로 평가되며, 뇌졸중 후 개인의 상지 기능적 운동 수행 능력에 초점을 맞춘 평가를 제공합니다.
점수 범위: 0점에서 18점. 방향: 높은 점수는 더 나은 상지 운동 기능을 나타냅니다.
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중재 전후 (4주)
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全球残疾 - 改良Rankin量表(mRS)
기간: 중재 전후(4주)
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수정된 Rankin 척도(Modified Rankin Scale, mRS)는 뇌졸중 후 전반적 장애를 평가하기 위한 임상의 보고 결과 척도입니다.
이는 기능적 독립성의 수준을 평가하며, 0(증상 없음)에서 6(사망)까지의 범위를 가지며, 임상 시험에서 전반적 결과 및 장애를 평가하기 위해 널리 사용됩니다.
점수 범위: 0 ~ 6. 방향: 점수가 높을수록 더 큰 장애(더 나쁜 결과)를 나타냅니다.
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중재 전후(4주)
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공동 작업자 및 조사자
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기타 연구 ID 번호
- NEURO-MI BCI Stroke
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미국 FDA 규제 의약품 연구
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뇌졸중에 대한 임상 시험
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