Klinik Araştırma Koleksiyonu|İnme Rehabilitasyonu için giyilebilir EEG tabanlı Yardımcı BCI Sistemi

Mar 14, 2023

Araştırma geçmişi
BCI ve yardımcı robotun kombinasyonu, inme rehabilitasyonu için yeni bir tedavi yöntemidir. Bununla birlikte, mevcut çalışmaların çoğu, karmaşık sistem kurulumlarına, pahalı ve hantal ekipmanlara dayanmaktadır. Bu çalışmada, el fonksiyon rehabilitasyonu için giyilebilir bir EEG beyin-bilgisayar arayüz sistemi klinik deneme yapmak üzere tasarlanmıştır. Bu sistem özelleştirilmiş EEG kapağı, ticari amplifikatör ve el dış iskeletinden oluşur. Ayrıca sistem, kullanıcıların rahatlığı için görsel arayüze de sahiptir. Deneme, sistemin güvenliğini ve etkinliğini doğrulamak için altı sağlıklı katılımcıyı ve iki inme hastasını kaydetti.

Yöntem

Sistemin güvenliğini ve etkinliğini doğrulamak için, Shanghai Jiao Tong Üniversitesi'nden 6 sağlıklı denek (1 kadın ve 5 erkek, yaşları 23±3) ve Huashan Hastanesi rehabilitasyon bölümünden 2 inme hastası (hepsi sağ eli etkilenmiş) kullanıldı. çalışmaya katılmak üzere görevlendirilmiştir. Her denek için 6-dakikalık bir eğitim seansı yürütüldü ve burada denekler görsel ipuçlarına göre sağ el motorunu çalıştırdı (hareket girişiminde bulunmak için felçli hastanın etkilenen eline vurun). Ekranın sağında veya ortasında, sırasıyla eylemin gerçekleştirildiğini (veya denendiğini) veya dinlenmeyi gösteren kırmızı bir dikdörtgen belirir. Görev, beyaz artı işareti kaybolana kadar 4 saniye sürer. Sağlıklı deneklerin yumruklarını sıkmayı ve açmayı 3-4 kez tekrar etmeleri önerilir ve inme hastalarına motor görevler sırasında motor denemeler yapmaları talimatı verilir. Çevrimiçi test, eğitim oturumuna benzerdi, ancak ekranın ortasında tüm kırmızı dikdörtgenlerin görünmesi, deneklerin ellerini hareket ettirmeyi (veya egzersiz girişimini) veya istedikleri zaman dinlenmeyi seçmelerine izin verdi. Test sonuçları, görev tamamlandıktan kısa bir süre sonra bir ekran ve el dış iskeleti aracılığıyla kullanıcılara görsel ve propriyoseptif geri bildirim sağlanır. Her biri 20 deneme içeren üç çevrimiçi test çalıştırması vardır. Her konu, çalışmalar arasında dinlenebilir. Tüm deneklerden deney boyunca herhangi bir ek yüz veya kol kası hareketinden kaçınmaları istendi.

Sonuç

Çevrimdışı ve çevrimiçi eğitimin ortalama doğruluğu sırasıyla yüzde 84,91 ve yüzde 79,38'dir. Yedi denek yüzde 70'in üzerinde, beşi yüzde 80'in üzerinde ve biri yüzde 90'ın üzerinde çevrimiçi doğruluğa sahipti.

Olayla İlgili Spektral Pertürbasyon (ERSP) şunu gösterdi:Sağ el hareketi eğitimi sırasında sensorimotor korteks hem bantlarda hem de aynı tarafta daha güçlü aktivasyonla aktive edildi.Bu arada, beklendiği gibi, kontrolsüz durum ne C3 ne de C4 kanallarında önemli bir aktivasyon göstermedi. Çevrimiçi testte, sağ el hareketlerini gerçekleştirmek için hem sol hem de sağ hemisfer etkinleştirildi.

 

Çözüm

Bu çalışma, inme sonrası el fonksiyon rehabilitasyonu için giyilebilir bir beyin-bilgisayar arayüz sistemini göstermektedir. Motor görevi farklılaştırmanın sonuçları, büyük klinik uygulama potansiyeli gösteren bu cihazın fizibilitesini önceden doğrulamaktadır.

Referans: Qin Z, Xu Y, Shu X, et al. eConHand: İnme Rehabilitasyonu için Giyilebilir Beyin-Bilgisayar Arayüz Sistemi[C]// 2019 9. Uluslararası IEEE/EMBS Nöral Mühendisliği Konferansı (NER). IEEE, 2019.