Hjernebølgekontroll av en bærbar robotarm for rehabilitering og nevrofysiologisk undersøkelse av cervikal ryggradsskade (CSI:Brainwave)

CSI:Brainwave-prosjektets fulle tittel er <Brainwave control of a wearable robotic arm for rehabilitation and neurophysiological study in Cervical Spine Injury> . Det er et tverrfaglig nevrofysiologisk prosjekt, utviklet av Lab of Medical Physics og støttet av to nevrokirurgiske avdelinger.

CSI:Brainwave-prosjektet involverer:

1. En klinisk studie for rehabilitering av pasienter med Cervical Spinal Cord Injury (CSCI), ved bruk av en Brain-Computer Interface (BCI) kontrollert robotarmsenhet.
2. En sekundær off-line nevrofysiologisk analyse av kortikal aktivering, tilkobling og plastisitet hos pasienter med CSCI som gjennomgår motoriske bilder (MI) praksis.

Milepæler i studien:

1. Etterforskerne tar sikte på å utvikle, teste og optimalisere en monterbar robotarm styrt med trådløs BCI.
2. Etterforskerne tar sikte på å utvikle og validere nevro-rehabiliteringsprotokoller i eget tempo for pasienter med CSCI.
3. Etterforskerne tar sikte på å identifisere og studere den nevrofysiologiske funksjonaliteten og endringen av kortikal aktivitet ved akutt og kronisk CSCI.

CSI: Brainwave-prosjektet tar sikte på å la pasienter som lider av tetraplegi på grunn av CSCI utføre hjernebølgemodulering, praktisere Kinesthetic Motor Imagery (KMI) og Visual Motor Imagery (VMI), i tillegg til å tilby nevrofeedback i form av kontroll av en 6-graders -of-freedom, antropomorf bimanuell robotarmsenhet. Prosjektet tar sikte på å demonstrere merverdien av nevrofeedback for rehabilitering og/eller motorisk restaurering av CSCI-pasienter og gi mulighet for forseggjorte registreringer av motorrelatert hjerneaktivitet under motoriske oppgaver i øvre og nedre ekstremiteter.

Robotarmene er designet for å monteres på en ramme som fungerer som dokkingplass for deltakernes lenestol/rullestol og vil bli direkte styrt av deltakerne ved hjelp av en BCI-modul. Etterforskerne tar sikte på å modifisere robotenheten ytterligere for å gjøre den monterbar på deltakernes faktiske armer.

Den største delen av det første prosjektåret ble viet utviklingen av robotikk og Brain-Computer Interface-modulen i studien. MERCURY v2.0 robotarmer er en ikke-kommersiell 6-graders frihet antropomorfe bimanuelle robotarmer som ble bygget og utviklet av forskerteamet til Medical Physics Lab. Roboten ble videre konstruert for å imøtekomme behovene til CSI:Brainwave-prosjektet. Etterforskerne tar sikte på å bruke Emotiv EPOC trådløse EEG-headset og programvare for utvikling og kontroll av BCI-modulen i denne studien.