用于颈椎损伤康复和神经生理学研究的可穿戴机械臂的脑电波控制 (CSI:Brainwave)
CSI:Brainwave 是一个多学科的神经生理学项目，由塞萨洛尼基亚里士多德大学医学院医学物理实验室开发，并得到两个神经外科部门的支持。 该项目于 2014 年 4 月正式启动，第一年获得了颈椎研究协会欧洲分会 (CSRS-ES) 颁发的 2013 年 Mario Boni 研究基金。 该项目的网站可以访问 http://medphys.med.auth.gr/content/csi-brainwave。
该调查的主要目标包括开发、测试和优化由无线脑机接口控制的可安装机械臂，为颈椎脊髓损伤患者开发和验证自定进度的神经康复方案，以及研究皮质活动在急性和慢性脊髓损伤中。
研究概览
详细说明
CSI:Brainwave项目的全称是<Brainwave control of a wearable robotic arm for rehabilitation and neurophysiological study in Cervical Spine Injury>。 这是一个多学科的神经生理学项目，由医学物理实验室开发，并得到两个神经外科部门的支持。
CSI:Brainwave 项目涉及：
- 一项使用脑机接口 (BCI) 控制的机械臂设备对颈椎脊髓损伤 (CSCI) 患者进行康复的临床研究。
- 对接受运动想象 (MI) 练习的 CSCI 患者的皮质激活、连通性和可塑性进行二次离线神经生理学分析。
研究的里程碑：
- 研究人员旨在开发、测试和优化由无线 BCI 控制的可安装机械臂。
- 研究人员旨在为 CSCI 患者开发和验证自定进度的神经康复方案。
- 研究人员旨在确定和研究急性和慢性 CSCI 中的神经生理学功能和皮质活动的改变。
CSI: Brainwave 项目旨在让因 CSCI 而导致四肢瘫痪的患者进行脑电波调制，练习动觉运动想象 (KMI) 和视觉运动想象 (VMI)，以及提供具有 6 度控制形式的神经反馈-自由、拟人化的双手机械臂装置。 该项目旨在展示神经反馈对 CSCI 患者康复和/或运动恢复的附加值，并允许在上肢和下肢的运动任务期间详细记录与运动相关的大脑活动。
机械臂设计安装在一个框架上，作为参与者扶手椅/轮椅的对接空间，并将由参与者使用 BCI 模块直接控制。 研究人员的目标是进一步修改机器人设备，以使其可安装在参与者的实际手臂上。
第一个项目年的大部分时间用于机器人技术的开发和研究的脑机接口模块。 MERCURY v2.0机械臂是医学物理实验室研究团队自主研发的一款非商用6自由度拟人化双手机械臂装置。 该机器人经过进一步设计以满足 CSI:Brainwave 项目的需求。 研究人员旨在使用 Emotiv EPOC 无线 EEG 耳机和软件来开发和控制本研究中的 BCI 模块。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
-
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Thessaloniki
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Thessaloníki、Thessaloniki、希腊、54124
- Lab of Medical Physics, Faculty of Medicine, Aristolte University of Thessaloniki
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准：
- 脊髓损伤的临床诊断（由 ASIA 损伤量表评估的 SCI）。
- 健康参与者（年龄和性别与 SCI 患者匹配）
- 患者受伤的充分记录（神经系统检查、损伤水平的 MRI 扫描、可选的额外 CT 或 X 射线）。
- 签署知情同意书（患者和健康人）。
排除标准：
其他可能显着影响参与者的神经状态（或）控制 BCI 的能力（或）神经生理学记录的神经系统疾病：
- 创伤性脑损伤
- 中枢神经系统肿瘤
- 多发性硬化症
- 肌萎缩侧索硬化症
- 帕金森病
- 难治性癫痫
- 在过去 3 个月内参加了另一项干预性研究，其影响可能会影响本研究的观察结果。
其他可能影响参与者参与（或）安全的严重医疗状况：
- 心虚
- 肺虚
- 可能影响参与者对干预和表现的理解的听力和视觉障碍。
- 非法使用药物
- 慢性酒精中毒
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：基础_科学
- 分配：非随机
- 介入模型：平行线
- 屏蔽：没有任何
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：完全受伤
颈脊髓水平完全损伤的患者（ASIA 损伤量表 A）。 机械臂的脑机接口控制。 MERCURY v2.0 机械臂。 |
患者将接受培训，以在脑电图记录下调节自定进度的视觉运动想象 (VMI) 和动觉运动想象 (KMI)，以实现定制的双手手臂机器人 (MERCURY v2.0) 的 BCI 控制。
在 KMI 中，他们将被要求调节脑电波以学习控制 BCI，而在 VMI 中，他们还将被投射视觉提示（预期运动的表示）。
MERCURY v2.0机械臂是医学物理实验室研究团队自主研发的一款非商用6自由度拟人化双手机械臂装置。
其他名称：
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实验性的：不完全损伤
颈脊髓水平不完全损伤的患者（ASIA 损伤量表 B、C、D、E）。 机械臂的脑机接口控制。 MERCURY v2.0 机械臂 |
患者将接受培训，以在脑电图记录下调节自定进度的视觉运动想象 (VMI) 和动觉运动想象 (KMI)，以实现定制的双手手臂机器人 (MERCURY v2.0) 的 BCI 控制。
在 KMI 中，他们将被要求调节脑电波以学习控制 BCI，而在 VMI 中，他们还将被投射视觉提示（预期运动的表示）。
MERCURY v2.0机械臂是医学物理实验室研究团队自主研发的一款非商用6自由度拟人化双手机械臂装置。
其他名称：
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ACTIVE_COMPARATOR：非颈椎损伤
在颈椎（胸椎或腰椎）以外的水平脊髓完全或不完全损伤的患者。 机械臂的脑机接口控制。 MERCURY v2.0 机械臂 |
患者将接受培训，以在脑电图记录下调节自定进度的视觉运动想象 (VMI) 和动觉运动想象 (KMI)，以实现定制的双手手臂机器人 (MERCURY v2.0) 的 BCI 控制。
在 KMI 中，他们将被要求调节脑电波以学习控制 BCI，而在 VMI 中，他们还将被投射视觉提示（预期运动的表示）。
MERCURY v2.0机械臂是医学物理实验室研究团队自主研发的一款非商用6自由度拟人化双手机械臂装置。
其他名称：
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ACTIVE_COMPARATOR：健康参与者
健康参与者、年龄和性别与其他 Arms 相匹配。 机械臂的脑机接口控制。 MERCURY v2.0 机械臂 |
患者将接受培训，以在脑电图记录下调节自定进度的视觉运动想象 (VMI) 和动觉运动想象 (KMI)，以实现定制的双手手臂机器人 (MERCURY v2.0) 的 BCI 控制。
在 KMI 中，他们将被要求调节脑电波以学习控制 BCI，而在 VMI 中，他们还将被投射视觉提示（预期运动的表示）。
MERCURY v2.0机械臂是医学物理实验室研究团队自主研发的一款非商用6自由度拟人化双手机械臂装置。
其他名称：
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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BCI 控制（是/否）。 （参与者调节脑电波活动以实现对 BCI 的控制的能力）
大体时间：第一次参加 BCI 会议后 1 个月。
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参与者调节脑电波活动以实现对 BCI 的控制的能力。 BCI 控制被评估为是否实现（当参与者无法调节他们的脑电波以控制 BCI 时，存在 BCI 文盲的情况）。 |
第一次参加 BCI 会议后 1 个月。
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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初始功能改善（脊髓独立性测量的希腊语翻译，版本 III (g-SCIM-III)
大体时间：首次参加 BCI 会议后 6 个月。
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通过脊髓独立性测量的希腊语翻译版本 III (g-SCIM-III) 测量的日常功能。
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首次参加 BCI 会议后 6 个月。
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长期功能改善（脊髓独立性测量的希腊语翻译，版本 III (g-SCIM-III)
大体时间：首次参加 BCI 会议后 1 年。
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通过脊髓独立性测量的希腊语翻译版本 III (g-SCIM-III) 测量的日常功能。
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首次参加 BCI 会议后 1 年。
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BCI 性能（分类准确度（自愿非错误命令占检测到的命令总数的百分比）和比特率（每分钟命令数）
大体时间：首次参加 BCI 会议后 6 个月。
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在每位参与者的 BCI 会议结束时，在 BCI 上取得了成绩。
通过分类准确性（自愿无错误命令占检测到的命令总数的百分比）和比特率（每分钟的命令数）来衡量。
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首次参加 BCI 会议后 6 个月。
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：Panagiotis Bamidis, PhD、Aristotle University Of Thessaloniki
出版物和有用的链接
一般刊物
- 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.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (估计)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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