Bezprzewodowy, sterowany interfejsem mózg-komputer, system neurorehabilitacji dla pacjentów z udarem mózgu

Ocena skuteczności bezprzewodowego systemu rehabilitacji kontrolowanej przez BCI opartego na EEG u pacjentów po udarze mózgu

Zastosowanie interfejsu mózg-komputer (BCI) w celu poprawy jakości życia osób niepełnosprawnych i ułatwień w prawdziwym życiu zostało wymienione jako jedno z 20 najważniejszych zagadnień w dziedzinie neuronauki w ciągu ostatnich 20 lat. W ciągu ostatnich lat Centrum Badawczo-Rozwojowe Inżynierii Biomedycznej na Chińskim Uniwersytecie Medycznym (CMU) i szpitalu poświęciło się opracowaniu bezprzewodowego i nadającego się do noszenia sprzętu do wykrywania sygnałów mózgowych oraz powiązanego oprogramowania i sprzętu. Ostatnio bezprzewodowy system elektroencefalogramu (EEG) został zintegrowany i przetestowany obok dostępnego na rynku przewodowego systemu EEG, który jest często używany jako standard w większości laboratoriów do eksperymentów EEG. Po kilku badaniach z zadaniami kognitywnymi jakość urządzenia i wykrywanych sygnałów jest porównywalna z komercyjnym systemem EEG. W związku z tym dalej integrujemy bezprzewodowy system EEG ze zwykłym urządzeniem rehabilitacyjnym (ergometrem kończyny górnej, „rowerem naramiennym”) stosowanym w Oddziale Medycyny Fizycznej i Rehabilitacji naszego szpitala na urządzenie do neurorehabilitacji sterowane przez BCI, które proponujemy zastosowanie w terapii rehabilitacyjnej pacjentów po udarze mózgu. Stawiamy hipotezę, że sprzężenie sygnałów elektroencefalograficznych związanych z inicjacją ruchu kończyny z urządzeniem mechanicznym, które wspomaga zamierzony ruch, skutecznie ułatwia powrót motoryczny u pacjentów z uszkodzeniem mózgu. Aby przetestować skuteczność proponowanego bezprzewodowego urządzenia rehabilitacyjnego kontrolowanego przez BCI opartego na EEG, proponujemy włączenie 20 pacjentów z incydentem naczyniowo-mózgowym (CVA) (4-24 miesiące po udarze), a pacjenci zostaną losowo przydzieleni do grup eksperymentalnych i kontrolnych . Pacjenci z grupy eksperymentalnej przejdą 80 minut standardowej terapii rehabilitacyjnej i 20 minut kontrolowanego przez BCI treningu na ergometrze kończyny górnej podczas jednej sesji rehabilitacyjnej; osoby z grupy kontrolnej przejdą 100 minut standardowej terapii rehabilitacyjnej. Wszyscy uczestnicy otrzymają 3 sesje rehabilitacyjne w każdym tygodniu przez 8 tygodni (łącznie 24 sesje). Do oceny wyników rehabilitacji przy różnych protokołach treningowych proponujemy wykorzystanie narzędzi do oceny behawioralnej i obrazowania mózgu (fMRI i DTI). Aby porównać wyniki rehabilitacji między tymi grupami, proponujemy wykorzystanie różnych narzędzi oceny, w tym oceny klinicznej (ocena Fugla-Meyera, zmodyfikowana skala Ashwortha, dziennik aktywności motorycznej, pomiar niezależności funkcjonalnej), a także funkcjonalne obrazowanie rezonansu magnetycznego i obrazowanie tensora dyfuzji przed, natychmiast i 2 miesiące po zakończeniu protokołu szkoleniowego. Jeśli uda się osiągnąć znaczące różnice w ocenach behawioralnych i neuroobrazowych między dwiema grupami, zintegrujemy system rehabilitacji z bezprzewodowym EEG i procedurę oceny neuroobrazów behawioralnych jako nowy protokół rehabilitacji do rzeczywistego badania klinicznego z większą liczebnością próby.