BCI en FES voor handtherapie bij ruggenmergletsel

Verwondingen van de hogere niveaus van het ruggenmerg, tetraplegie genaamd, resulteren in een volledige of gedeeltelijke verlamming van beide benen en armen, waardoor de persoon afhankelijk wordt van zijn verzorgers voor elementaire activiteiten van het dagelijks leven (ADL), zoals drinken en eten. Ongeveer 60% van de tetraplegiepatiënten heeft een onvolledige verwonding en kan hun beweging en gevoel gedeeltelijk herstellen. Het succes van een herstel hangt sterk af van de therapie binnen het eerste jaar na het letsel. Functionele elektrische stimulatie (FES) is een relatief nieuwe therapie van de hand. Bij FES-therapie worden elektroden op het oppervlak van de onderarmen van de patiënt bevestigd en wordt er elektrische stroom doorheen geleverd. Een nadeel van de huidige FES-therapie is dat een therapeut de stimulator aan en uit moet zetten omdat patiënten geen van beide handen kunnen gebruiken. In onze vorige pilotstudie, uitgevoerd bij twee acute tetraplegische patiënten, hebben we de haalbaarheid getest van het gebruik van een hersen-computerinterface (BCI) om FES naar de wil van de patiënt te regelen. BCI is gebaseerd op het vastleggen van de hersenactiviteit van de patiënt. BCI kan de intentie van de patiënt detecteren om de hand te bewegen, zelfs als ze deze niet fysiek kunnen bewegen. Met behulp van BCI besturen patiënten de FES door te denken hun hand te bewegen.

Een BCI-FES-therapie zorgt voor een gelijktijdige training van zenuwbanen van de hersenen naar de handspier (motorische verbeelding/poging) en van de spier naar de hersenen (elektrische stimulatie van spieren). Deze vorm van therapie zou een sneller en vollediger herstel kunnen bevorderen

In deze gecontroleerde studie streven we ernaar een BCI-FES-therapie te bieden aan zowel chronische als subacute tetraplegische patiënten gedurende een periode van 20 sessies en om toegang te krijgen tot de functionele en neurologische uitkomst van de therapie. Vijf chronische patiënten (meer dan een jaar na het letsel) zullen deelnemen aan een cross-over studie aangezien we niet verwachten dat ze zonder BCI-FES spontaan zullen herstellen. Subacute patiënten krijgen zowel een conventionele therapie als BCI-FES, dus herstel kan worden veroorzaakt door een van deze twee therapieën. Daarom is het noodzakelijk om een ​​behandelings- en een controlegroep te hebben. Elke groep heeft 10 patiënten, leeftijd en blessure op elkaar afgestemd. Beide groepen krijgen dezelfde hoeveelheid elektrische stimulatie, maar alleen de behandelingsgroep bestuurt vrijwillig de elektrische stimulator met behulp van BCI. Een controlegroep krijgt passieve elektrische stimulatie van dezelfde handspieren, maar zonder BCI te gebruiken.