Controle por ondas cerebrais de um braço robótico vestível para reabilitação e estudo neurofisiológico em lesões da coluna cervical (CSI:Brainwave)
CSI:Brainwave é um projeto neurofisiológico multidisciplinar, desenvolvido pelo Laboratório de Física Médica, Escola de Medicina, Universidade Aristóteles de Thessaloniki e apoiado por dois Departamentos de Neurocirurgia. O projeto começou oficialmente em abril de 2014 e no primeiro ano foi premiado com o 2013 Mario Boni Research Grant pela Cervical Spine Research Society-European Section (CSRS-ES). O site do projeto pode ser acessado em http://medphys.med.auth.gr/content/csi-brainwave.
Os objetivos primários da investigação incluem o desenvolvimento, teste e otimização de um braço robótico montável controlado com interface cérebro-computador sem fio, o desenvolvimento e validação de um protocolo de neuro-reabilitação de ritmo individualizado para pacientes com lesão da medula espinhal cervical e o estudo da atividade cortical na lesão medular aguda e crônica.
Visão geral do estudo
Status
Condições
Descrição detalhada
O título completo do projeto CSI:Brainwave é <Controle de ondas cerebrais de um braço robótico vestível para reabilitação e estudo neurofisiológico em lesões da coluna cervical>. É um projeto neurofisiológico multidisciplinar, desenvolvido pelo Laboratório de Física Médica e apoiado por dois Departamentos de Neurocirurgia.
O projeto CSI:Brainwave envolve:
- Um estudo clínico para reabilitação de pacientes com Lesão da Medula Espinhal Cervical (CSCI), usando um dispositivo de braços robóticos controlados por Interface Cérebro-Computador (BCI).
- Uma análise neurofisiológica secundária off-line da ativação cortical, conectividade e plasticidade em pacientes com CSCI submetidos à prática de imagens motoras (IM).
Marcos do estudo:
- Os investigadores pretendem desenvolver, testar e otimizar um braço robótico montável controlado com BCI sem fio.
- Os investigadores pretendem desenvolver e validar protocolos de neuro-reabilitação individualizados para pacientes com CSCI.
- Os investigadores pretendem identificar e estudar a funcionalidade neurofisiológica e alteração da atividade cortical em CSCI aguda e crônica.
O projeto CSI: Brainwave visa permitir que pacientes que sofrem de tetraplegia devido a CSCI para realizar a modulação de ondas cerebrais, praticando Kinesthetic Motor Imagery (KMI) e Visual Motor Imagery (VMI), além de oferecer neurofeedback com a forma de controle de um 6 graus -de-liberdade, dispositivo de braços robóticos bimanuais antropomórficos. O projeto visa demonstrar o valor agregado do neurofeedback para reabilitação e/ou restauração motora de pacientes com CSCI e permitir registros elaborados da atividade cerebral motora durante tarefas motoras das extremidades superiores e inferiores.
Os braços robóticos são projetados para serem montados em uma estrutura que funciona como um espaço de encaixe para a poltrona/cadeira de rodas dos participantes e serão controlados diretamente pelos participantes usando um módulo BCI. Os investigadores pretendem modificar ainda mais o dispositivo robótico para torná-lo montável nos braços reais dos participantes.
A maior parte do primeiro ano do projeto foi dedicada ao desenvolvimento da robótica e do módulo de interface cérebro-computador do estudo. Os braços robóticos MERCURY v2.0 são um dispositivo de braços robóticos antropomórficos bimanuais não comerciais de 6 graus de liberdade que foi construído e desenvolvido pela equipe de pesquisa do Laboratório de Física Médica. O robô foi projetado para acomodar as necessidades do projeto CSI:Brainwave. Os investigadores pretendem usar o headset EEG sem fio Emotiv EPOC e o software para o desenvolvimento e controle do módulo BCI neste estudo.
Tipo de estudo
Inscrição (Real)
Estágio
- Não aplicável
Contactos e Locais
Locais de estudo
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Thessaloniki
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Thessaloníki, Thessaloniki, Grécia, 54124
- Lab of Medical Physics, Faculty of Medicine, Aristolte University of Thessaloniki
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Critérios de participação
Critérios de elegibilidade
Idades elegíveis para estudo
Aceita Voluntários Saudáveis
Gêneros Elegíveis para o Estudo
Descrição
Critério de inclusão:
- Diagnóstico clínico de Lesão Medular (SCI avaliada pela ASIA Impairment Scale).
- Participantes saudáveis (idade e gênero pareados com pacientes com LM)
- Documentação suficiente da lesão no caso de pacientes (exame neurológico, ressonância magnética do nível da lesão, tomografia computadorizada ou raios-x opcionais).
- Consentimento informado assinado (pacientes e indivíduos saudáveis).
Critério de exclusão:
Outra condição neurológica que pode afetar significativamente o estado neurológico dos participantes (ou) a capacidade de controlar um BCI (ou) os registros neurofisiológicos:
- Traumatismo crâniano
- Tumores do Sistema Nervoso Central
- Esclerose múltipla
- Esclerose Lateral Amiotrófica
- Mal de Parkinson
- Epilepsia Refratária
- Participação durante os últimos 3 meses em outro estudo de intervenção, cujos efeitos podem afetar as observações deste estudo.
Outra condição médica grave que pode afetar a participação (ou) a segurança dos participantes:
- Deficiência cardíaca
- deficiência pulmonar
- Deficiências auditivas e visuais que podem afetar a compreensão do participante sobre a intervenção e o desempenho.
- Uso ilegal de drogas
- alcoolismo crônico
Plano de estudo
Como o estudo é projetado?
Detalhes do projeto
- Finalidade Principal: CIÊNCIA BÁSICA
- Alocação: NON_RANDOMIZED
- Modelo Intervencional: PARALELO
- Mascaramento: NENHUM
Armas e Intervenções
Grupo de Participantes / Braço |
Intervenção / Tratamento |
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EXPERIMENTAL: Lesão completa
Pacientes que sofrem de lesão completa no nível da medula espinhal cervical (ASIA Impairment Scale A). Controle da interface cérebro-computador de braços robóticos. Braços robóticos MERCURY v2.0. |
Os pacientes serão treinados para modular imagens motoras visuais (VMI) e imagens motoras cinestésicas (KMI) sob gravação de EEG, a fim de obter o controle BCI de um robô de braços bimanuais personalizado (MERCURY v2.0).
No KMI será solicitado a modular as ondas cerebrais para aprender a controlar o BCI e no VMI será adicionalmente projetada uma sugestão visual (representação do movimento pretendido).
Os braços robóticos MERCURY v2.0 são um dispositivo de braços robóticos antropomórficos bimanuais não comerciais de 6 graus de liberdade que foi construído e desenvolvido pela equipe de pesquisa do Laboratório de Física Médica.
Outros nomes:
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EXPERIMENTAL: Lesão incompleta
Pacientes que sofrem de lesão incompleta no nível da medula espinhal cervical (ASIA Impairment Scale B,C,D,E). Controle da interface cérebro-computador de braços robóticos. braços robóticos MERCURY v2.0 |
Os pacientes serão treinados para modular imagens motoras visuais (VMI) e imagens motoras cinestésicas (KMI) sob gravação de EEG, a fim de obter o controle BCI de um robô de braços bimanuais personalizado (MERCURY v2.0).
No KMI será solicitado a modular as ondas cerebrais para aprender a controlar o BCI e no VMI será adicionalmente projetada uma sugestão visual (representação do movimento pretendido).
Os braços robóticos MERCURY v2.0 são um dispositivo de braços robóticos antropomórficos bimanuais não comerciais de 6 graus de liberdade que foi construído e desenvolvido pela equipe de pesquisa do Laboratório de Física Médica.
Outros nomes:
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ACTIVE_COMPARATOR: Lesão não cervical
Pacientes que sofrem de lesão completa ou incompleta da medula espinhal em um nível diferente do cervical (torácico ou lombar). Controle da interface cérebro-computador de braços robóticos. braços robóticos MERCURY v2.0 |
Os pacientes serão treinados para modular imagens motoras visuais (VMI) e imagens motoras cinestésicas (KMI) sob gravação de EEG, a fim de obter o controle BCI de um robô de braços bimanuais personalizado (MERCURY v2.0).
No KMI será solicitado a modular as ondas cerebrais para aprender a controlar o BCI e no VMI será adicionalmente projetada uma sugestão visual (representação do movimento pretendido).
Os braços robóticos MERCURY v2.0 são um dispositivo de braços robóticos antropomórficos bimanuais não comerciais de 6 graus de liberdade que foi construído e desenvolvido pela equipe de pesquisa do Laboratório de Física Médica.
Outros nomes:
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ACTIVE_COMPARATOR: Participantes saudáveis
Participantes saudáveis, idade e sexo pareados aos dos outros Braços. Controle da interface cérebro-computador de braços robóticos. braços robóticos MERCURY v2.0 |
Os pacientes serão treinados para modular imagens motoras visuais (VMI) e imagens motoras cinestésicas (KMI) sob gravação de EEG, a fim de obter o controle BCI de um robô de braços bimanuais personalizado (MERCURY v2.0).
No KMI será solicitado a modular as ondas cerebrais para aprender a controlar o BCI e no VMI será adicionalmente projetada uma sugestão visual (representação do movimento pretendido).
Os braços robóticos MERCURY v2.0 são um dispositivo de braços robóticos antropomórficos bimanuais não comerciais de 6 graus de liberdade que foi construído e desenvolvido pela equipe de pesquisa do Laboratório de Física Médica.
Outros nomes:
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O que o estudo está medindo?
Medidas de resultados primários
Medida de resultado |
Descrição da medida |
Prazo |
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Controle BCI (sim/não). (capacidade dos participantes de modular a atividade das ondas cerebrais para obter o controle do BCI)
Prazo: 1 mês após a primeira participação em uma sessão BCI.
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A capacidade dos participantes de modular a atividade das ondas cerebrais para obter o controle do BCI. O controle do BCI é avaliado como alcançado ou não (há casos de analfabetismo do BCI quando os participantes não conseguem modular suas ondas cerebrais para controlar o BCI). |
1 mês após a primeira participação em uma sessão BCI.
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Medidas de resultados secundários
Medida de resultado |
Descrição da medida |
Prazo |
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Melhora Funcional Inicial (tradução para o grego da Spinal Med Independence Measure, versão III (g-SCIM-III)
Prazo: 6 meses após a primeira participação em uma sessão BCI.
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Funcionalidade diária medida pela tradução grega da Spinal Cord Independence Measure, versão III (g-SCIM-III).
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6 meses após a primeira participação em uma sessão BCI.
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Melhora Funcional de Longo Prazo (tradução grega da Medida de Independência da Medula Espinhal, versão III (g-SCIM-III)
Prazo: 1 ano após a primeira participação em uma sessão BCI.
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Funcionalidade diária medida pela tradução grega da Spinal Cord Independence Measure, versão III (g-SCIM-III).
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1 ano após a primeira participação em uma sessão BCI.
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Desempenho BCI (precisão de classificação (porcentagem de comandos voluntários não errôneos em relação ao número total de comandos detectados) e por taxa de bits (número de comandos por minuto)
Prazo: 6 meses após a primeira participação em uma sessão BCI.
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Desempenho alcançado em BCI na conclusão das sessões de BCI para cada participante.
Medido pela precisão da classificação (porcentagem de comandos não errôneos voluntários em relação ao número total de comandos detectados) e pela taxa de bits (número de comandos por minuto).
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6 meses após a primeira participação em uma sessão BCI.
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Colaboradores e Investigadores
Patrocinador
Colaboradores
Investigadores
- Investigador principal: Panagiotis Bamidis, PhD, Aristotle University Of Thessaloniki
Publicações e links úteis
Publicações Gerais
- Athanasiou A, Klados MA, Pandria N, Foroglou N, Kavazidi KR, Polyzoidis K, Bamidis PD. A Systematic Review of Investigations into Functional Brain Connectivity Following Spinal Cord Injury. Front Hum Neurosci. 2017 Oct 25;11:517. doi: 10.3389/fnhum.2017.00517. eCollection 2017.
- Athanasiou A, Klados MA, Styliadis C, Foroglou N, Polyzoidis K, Bamidis PD. Investigating the Role of Alpha and Beta Rhythms in Functional Motor Networks. Neuroscience. 2018 May 15;378:54-70. doi: 10.1016/j.neuroscience.2016.05.044. Epub 2016 May 27.
- Athanasiou A, Xygonakis I, Pandria N, Kartsidis P, Arfaras G, Kavazidi KR, Foroglou N, Astaras A, Bamidis PD. Towards Rehabilitation Robotics: Off-the-Shelf BCI Control of Anthropomorphic Robotic Arms. Biomed Res Int. 2017;2017:5708937. doi: 10.1155/2017/5708937. Epub 2017 Aug 29.
- Athanasiou A, Arfaras G, Pandria N, Xygonakis I, Foroglou N, Astaras A, Bamidis PD. Wireless brain-robot interface: user perception and performance assessment of spinal cord injury patients. Wireless Communication and Mobile Computing, 2017: 2986423, 2017 https://doi.org/10.1155/2017/2986423
- Athanasiou A, Terzopoulos N, Pandria N, Xygonakis I, Foroglou N, Polyzoidis K, Bamidis PD. Functional Brain Connectivity during Multiple Motor Imagery Tasks in Spinal Cord Injury. Neural Plast. 2018 May 2;2018:9354207. doi: 10.1155/2018/9354207. eCollection 2018.
Datas de registro do estudo
Datas Principais do Estudo
Início do estudo (REAL)
Conclusão Primária (REAL)
Conclusão do estudo (REAL)
Datas de inscrição no estudo
Enviado pela primeira vez
Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ
Primeira postagem (ESTIMATIVA)
Atualizações de registro de estudo
Última Atualização Postada (REAL)
Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade
Última verificação
Mais Informações
Termos relacionados a este estudo
Palavras-chave
Termos MeSH relevantes adicionais
Outros números de identificação do estudo
- 90886
Plano para dados de participantes individuais (IPD)
Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?
Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo
Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA
Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA
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