BCI och FES för handterapi vid ryggmärgsskada

Skador i de högre nivåerna av ryggmärgen, som kallas tetraplegi, resulterar i en fullständig eller partiell förlamning av både ben och armar, vilket gör personen beroende av sina vårdgivare för elementära aktiviteter i det dagliga livet (ADL) som att dricka och äta. Cirka 60 % av tetraplegiker har en ofullständig skada och kan delvis återställa sin rörelse och känsla. Framgången för en återhämtning beror till stor del på behandlingen under det första året efter skadan. Funktionell elektrisk stimulering (FES) är en relativt ny behandling av handen. I FES-terapi är elektroder fästa på ytan av patientens underarmar och elektrisk ström levereras genom dem. En nackdel med den nuvarande FES-terapin är att en terapeut måste slå på och av stimulatorn eftersom patienterna inte kan använda någon av sina händer. I vår tidigare pilotstudie utförd på två akuta tetraplegiska patienter testade vi möjligheten att använda hjärn-datorgränssnitt (BCI) för att kontrollera FES på patientens vilja. BCI bygger på att registrera patientens hjärnaktivitet. BCI kan upptäcka patientens avsikt att röra handen även om de inte kan röra den fysiskt. Med hjälp av BCI kontrollerar patienter FES genom att tänka på att röra sin hand.

En BCI-FES-terapi kommer att ge en samtidig träning av neurala banor från hjärnan till handmuskeln (motorisk fantasi/försök) och från muskeln till hjärnan (elektrisk stimulering av muskler). Denna form av terapi kan främja snabbare och mer fullständig återhämtning

I denna kontrollerade studie syftar vi till att tillhandahålla en BCI-FES-terapi till både kroniska och subakuta tetraplegiska patienter under en period av 20 sessioner och att få tillgång till det funktionella och neurologiska resultatet av behandlingen. Fem kroniska patienter (mer än ett år efter skadan) kommer att delta i en cross-over-studie då vi inte förväntar oss att de kommer att återhämta sig spontant utan BCI-FES. Subakuta patienter kommer att få både en konventionell terapi och BCI-FES så återhämtning kan orsakas av någon av dessa två terapier. Därför är det nödvändigt att ha en behandling och en kontrollgrupp. Varje grupp kommer att ha 10 patienter, ålder och skada matchade. Båda grupperna kommer att få samma mängd elektrisk stimulering men endast behandlingsgruppen kommer frivilligt att styra den elektriska stimulatorn med hjälp av BCI. En kontrollgrupp kommer att få passiv elektrisk stimulering av samma handmuskler men utan att använda BCI.