Trådløst hjerne-datamaskin-grensesnitt-kontrollert nevrorehabiliteringssystem for pasienter med hjerneslag

Evaluering av effektiviteten til trådløst EEG-basert BCI-kontrollert rehabiliteringssystem hos pasienter med hjerneslag

Å bruke hjerne-datamaskin-grensesnittet (BCI) for å forbedre livskvaliteten til funksjonshemninger og bekvemmeligheter for friske mennesker i det virkelige liv har blitt oppført som en av de 20 beste problemene innen nevrovitenskapsfeltet de siste 20 årene. I løpet av de siste årene har Biomedical Engineering R & D Center i China Medical University (CMU) og sykehus viet til å utvikle trådløst og bærbart hjernesignaldeteksjonsutstyr og tilhørende programvare og maskinvare. Nylig har det trådløse elektroencefalogramsystemet (EEG) blitt integrert og testet side ved side med et kommersielt tilgjengelig kablet EEG-system, som ofte brukes som standard i de fleste laboratorier for EEG-eksperimenter. Etter noen undersøkelser med kognitive oppgaver har kvaliteten på enheten og påviste signaler vært sammenlignbar med den til et kommersielt EEG-system. Som et resultat av dette integrerer vi det trådløse EEG-systemet ytterligere med et ordinært rehabiliteringsapparat (et ergometer for overekstremiteter, "armsykkel") som brukes ved Institutt for fysikalsk medisin og rehabilitering ved vårt sykehus for et BCI-kontrollert nevrorehabiliteringsapparat, som vi foreslå å bruke i rehabiliteringsterapi for pasienter med hjerneslag. Vi antar at koblingen av elektroencefalografiske signaler relatert til initiering av lembevegelser med en mekanisk enhet som hjelper den tiltenkte bevegelsen er effektiv for å lette motorisk utvinning hos pasienter med hjernelesjon. For å teste effektiviteten til den foreslåtte trådløse EEG-baserte BCI-kontrollerte rehabiliteringsenheten, foreslår vi å registrere 20 pasienter med cerebrovaskulær ulykke (CVA) (4-24 måneder etter slagtillegg), og pasientene vil bli tilfeldig tildelt eksperimentelle og kontrollgrupper . Pasienter i den eksperimentelle gruppen vil gjennomgå 80 minutter med standard rehabiliteringsterapi og 20 minutter med BCI-kontrollert ergometertrening for øvre lemmer i løpet av én rehabiliteringsøkt; de i kontrollgruppen vil ta 100 minutter med standard rehabiliteringsterapi. Alle deltakere vil få 3 rehabiliteringsøkter hver uke i 8 uker (totalt 24 økter). For å evaluere rehabiliteringsresultatet med ulike treningsprotokoller, foreslår vi å bruke verktøyene for atferdsvurdering og hjerneavbildning (fMRI og DTI). For å sammenligne rehabiliteringsresultatene blant disse gruppene, foreslår vi å bruke ulike vurderingsverktøy inkludert klinisk evaluering (Fugl-Meyer vurdering, Modified Ashworth skala, Motor Activity Log, Functional Independence Measure) samt funksjonell magnetisk resonansavbildning og diffusjonstensoravbildning før, umiddelbart og 2 måneder etter gjennomføring av opplæringsprotokollen. Hvis betydelige forskjeller på atferds- og nevrobildeevalueringer mellom de to gruppene kan oppnås, vil vi integrere det trådløse EEG-rehabiliteringssystemet og adferds-nevrobildevurderingsprosedyren som en ny rehabiliteringsprotokoll for reell klinisk utprøving med en større prøvestørrelse.