نقدم هنا بروتوكولا للحصول على إشارات تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتسجيلها من الأطفال المتباينين عصبيا قبل وأثناء وبعد المشاركة في جلسات العلاج بمساعدة الدلافين (DAT).
مقالة منهجية
نقدم هنا بروتوكولا للحصول على إشارات تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتسجيلها من الأطفال المتباينين عصبيا قبل وأثناء وبعد المشاركة في جلسات العلاج بمساعدة الدلافين (DAT).
يوضح هذا البروتوكول بالتفصيل الخطوات الأساسية للحصول على إشارات تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتسجيلها لدى الأطفال المتباينين عصبيا قبل وأثناء وبعد المشاركة في جلسات العلاج بمساعدة الدلافين (DAT). هدفها الرئيسي هو توفير بيانات متسقة وموثوقة تسمح بتقييم دقيق لنشاط الدماغ في مراحل مختلفة من العملية العلاجية. ويضع البروتوكول إطارا واضحا لمقارنة إشارات مخطط كهربية الدماغ التي تم الحصول عليها، مما يضمن أن كل تسجيل يفي بالمعايير المطلوبة للتحليل والتفسير الفعالين. تحقيقا لهذه الغاية ، يتم استخدام نهج شامل يجمع بين الأدوات الإلكترونية والأساليب الرياضية ، مثل التحليل الطيفي للطاقة ، لتحديد التغيرات في نشاط دماغ الأطفال أثناء التدخل. علاوة على ذلك ، يتم ضمان تكرار النتائج ، مما يفضل الصلاحية والاتساق في الدراسات العلمية المتعلقة بالعلاج. يسعى هذا البروتوكول ، من خلال توحيد الحصول على البيانات ، إلى تحسين النتائج العلاجية وتوفير أساس متين لمقارنة الدراسات المختلفة حول تأثير DAT على التنوع العصبي في مرحلة الطفولة. علاوة على ذلك ، فإنه يوفر نظاما قويا للبحوث المستقبلية ، مما يسهل التفسير الموضوعي لتأثيرات العلاج وتحسين التدخلات.
تعتمد الاختلافات الثقافية بين المجموعات البشرية المختلفة إلى حد كبير على قدراتهم المعرفية. في حين أن بعض الأفراد يمكنهم التكيف مع هذه الأعراف الثقافية ، فإن البعض الآخر غالبا ما يواجه التهميش. لذلك ، من الضروري أن يشارك هؤلاء الأفراد في الجلسات التي تعزز اندماجهم في المجتمعالبشري 1.
غالبا ما يحتاج الأطفال المصابون باضطرابات النمو العصبي ، مثل اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه (ADHD) أو اضطراب طيف التوحد (ASD) ، إلى مجموعة من العلاجات الفيزيائية والبديلة لإعادة التأهيل الشامل والفعال2،3. من المهم ملاحظة أنه بالإضافة إلى العلاجات التقليدية ، تم تطوير علاجات بديلة لمعالجة الجوانب الجسدية والعاطفية والروحية للمرضى بشكل شامل. تهدف هذه العلاجات إلى استكمال الأساليب التقليدية وتعزيز الشفاء بشكل كامل2،4. عندما يوصي بها المهنيون الصحيون ، يمكن أن تكون هذه العلاجات بمثابة مكملات قيمة للطبالتقليدي 3.
أحد العلاجات البديلة التي حظيت باهتمام عام متزايد بسبب تقدمها في تخفيف الآلام وتحسين مهارات التعلم لدى الأطفال ذوي الإعاقة هو العلاج بمساعدة الدلافين (DAT)5. يستفيد هذا العلاج من التفاعل بين البشر والدلافين ، وعادة ما تكون الدلافين حاملا أو مرضعة ، في بيئة مائية لتحسين نوعية حياة الأطفال ذوي القدرات المختلفة.
في الوقت الحالي ، تفتقر DAT إلى طريقة موحدة بالكامل ، حيث لوحظت اختلافات في العمليات المطبقة على المرضى و / أو المعالجين و / أو المتخصصين المعنيين ، ومدة الجلسة وتواترها ، بالإضافة إلى نوع الدلفين وتدريبه لتحقيق التأثيرات العلاجية6،7،8. وفقا ل Jette et al.9 ، فإن توحيد هذه العلاجات يعزز جمع البيانات للبحث ، حيث يسمح جمع البيانات المتسق بإجراء دراسات مقارنة وتطوير استراتيجيات علاجية جديدة قائمة على الأدلة.
يؤدي عدم وجود نظام موحد لالتقاط البيانات في DAT إلى تعقيد التقييم الموضوعي لآثاره ، مما يحد من قابلية مقارنة النتائج عبر الدراسات. على الرغم من الشعبية المتزايدة ل DAT ، فإن الإطار المنهجي المستخدم لمراقبة تغيرات المرضى يختلف اختلافا كبيرا اعتمادا على المؤسسة وفريق البحث ، مما يؤدي إلى نتائج غير متسقة وحتى متناقضة10،11.
أثار هذا التباين مخاوف داخل المجتمع العلمي ، حيث لا توجد معايير موثوقة لقياس الفعالية العلاجية من حيث التحسينات المعرفية أو العاطفية أو السلوكية لدى المرضى12. يؤثر الافتقار إلى المعايير أيضا على تطوير بروتوكولات صارمة ، مما قد يؤدي إلى تفسيرات متحيزة للنتائج التي تم الحصول عليها في دراسات DAT المختلفة.
يمكن أن يؤدي التباين في إجراءات اكتساب إشارات تخطيط كهربية الدماغ (EEG) ، مثل وضع القطب الكهربائي ومعايرة المعدات والظروف البيئية ، إلى حدوث تناقضات في النتائج ، مما يعقد تفسير التأثيرات العلاجية والمقارنات عبر الدراسات13 ، 14. لذلك ، من الضروري توحيد عملية التقاط البيانات لإشارات مخطط كهربية الدماغ في هذه العلاجات للحصول على بيانات أكثر دقة وموثوقية ، وبالتالي المساهمة في تحسين الممارسات العلاجية وتقديم دليل قوي على فعالية DAT.
يعزز البروتوكول الموحد مزيدا من الشفافية في الدراسات. عند استخدام طرق موحدة ، يمكن مشاركة البيانات والإجراءات بشكل أكثر انفتاحا وفعالية ، مما يسمح للباحثين الآخرين بالتحقق من النتائج والتحقق من صحتها. هذا مهم بشكل خاص في المجالات الناشئة أو غير المستكشفة ، حيث يعتمد الباحثون بشكل كبير على تكرار الدراسات السابقة والتحقق من صحتها لتعزيز فهم الموضوع15.
يمكن لنظام التقاط البيانات الموحد ، لا سيما النظام القائم على استخدام الأدوات الفيزيولوجية العصبية مثل تخطيط كهربية الدماغ ، أن يوفر بيانات أكثر دقة حول تأثيرات DAT على نشاط الدماغ للمرضى المتباينين عصبيا. على الرغم من أن مخطط كهربية الدماغ هو طريقة غير جراحية ومستخدمة على نطاق واسع لدراسة نشاط الدماغ ، إلا أن تطبيقه في مراقبة العلاجات البديلة لا يزال غير متسق ، مما يؤثر على موثوقية وصحة البيانات التي تم الحصولعليها 16.
توفر العلاجات البديلة ، مثل DAT ، للباحثين فرصة لاستكشاف آثار العلاجات على أدمغة المرضى من خلال تحليل إشارات الدماغ مثل مخطط كهربية الدماغ ، جنبا إلى جنب مع التقنيات الرياضية وأدوات الذكاء الاصطناعي لتقييم فعالية وكفاءة التدخلات المختلفة.
لذلك ، تصف هذه الدراسة بروتوكول اختبار مقترح لتقييم نتائج العلاج في المكسيك للأطفال الذين تم تشخيص إصابتهم باضطرابات النمو العصبي ، بما في ذلك DAT. تم تطوير هذا الاقتراح بعناية بالتعاون مع Delfiniti México ، المتخصصين في التفاعل بين الإنسان والدلافين ، مع التركيز ليس فقط على أنشطة السباحة ولكن أيضا على التدخلات العلاجية بوساطة الدلافين.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: تمت الموافقة على المنهجية المستخدمة في هذا البحث من قبل لجنة الأخلاقيات التابعة للمعهد الوطني للفنون التطبيقية في المكسيك وفقا لخطاب الالتزام بالسرية D/1477/2020. تؤيد هذه الوثيقة طريقة جمع العينات والمعاملة الأخلاقية التي يقدمها فريق البحث للدلافين قارورية الأنف. تم ضمان الاستخدام المسؤول لبيانات المشاركين ، وتم الحصول على موافقتهم على استخدام البيانات في التجارب. قبل جمع العينات وتوصيل الجهاز ، تم شرح الإجراء بدقة للمشاركين ، الذين كانوا أحرارا في الانسحاب من الدراسة إذا لم يوافقوا. ووقع أولئك الذين وافقوا على المشاركة على استمارة موافقة خطية عن علم. بالإضافة إلى ذلك ، تم إبلاغ المشاركين بالاختبارات التي سيتم إجراؤها ؛ ومع ذلك ، لم يفهم البعض تماما الإجراءات قبل دخول الخزان مع الحيتانيات.
ملاحظة: يحدد هذا البروتوكول الخطوات التفصيلية للحصول على إشارات تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتسجيلها من الأطفال المتنوعين عصبيا قبل وأثناء وبعد المشاركة في جلسات العلاج بمساعدة الدلافين (DAT). ينقسم هذا البروتوكول إلى ثماني مراحل.
1. موافقة المريض
2. إعداد البيئة
| هيدروفون | معدل أخذ العينات 96000 ليرة عامة |
| حساسية هيدروفون 8103 25.41e-6 ؛ V / باسكال | |
| حساسية محول الشحن 2647A 0.001 فولت / بيكسل | |
| وحدة ThinkGear ASIC 1 (TGAM1) | تردد أخذ العينات 512 sps |
| بلوتوث V3.0 | |
| لوجيتك C920 | تردد أخذ العينات18 sps |
| كمبيوتر محمول Windows11 | الموديل: Machenike T58-V |
| وحدة المعالجة المركزية: i7-10870H (2.2 جيجا هرتز -5 جيجا هرتز / 8 نوى) | |
| وحدة معالجة الرسومات: NVIDIA Geforce RTX3060 كمبيوتر محمول GPU ثنائي القناة ، حتى 32 جيجا | |
| التخزين: M.2 PCIE. محرك أقراص ثابتة مقاس 2.5 بوصة | |
| الشاشة: 144 هرتز 15.6 بوصة FHD |
الجدول 1: المواد المطلوبة لمراقبة العلاج بمساعدة الدلافين (DAT). يوضح هذا الجدول بالتفصيل المعدات اللازمة للحصول على إشارة مخطط كهربية الدماغ وتسجيلها قبل DAT وأثناءه وبعده.
| معايرة المعدات | |
| إشارة ضعيفة | تلتقط إشارة مخطط كهربية الدماغ التيارات الكهربائية من الخلايا العصبية المنشطة في القشرة الدماغية ، والتي يمكن اكتشافها بواسطة أنظمة مخطط كهربية الدماغ. تعمل هذه الأنظمة كواجهات بين الدماغ والحاسوب (BCI) ، باستخدام أقطاب كهربائية سطحية موضوعة وفقا لنظام تحديد المواقع الدولي 10-20 ، فإن ThinkGear TGAM1 هو BCI غير جراحي يسجل ويحلل الإشارات العصبية ، ويحقق مستوى دقة يبلغ 98٪. هذا ممكن مع مراعاة سلامة البيانات ، وتجاهل تلك العينات التي يكون فيها العلم أو المؤشر المسمى قيمة الجودة الرديئة يساوي صفرا. |
| يتم قياس سمات نشاط موجات الدماغ التي يراقبها المستشعر من خلال قيم العلم المحددة: تسطيح الإشارة (25) ، وإفراط الإشارة (26) ، ونسبة الطاقة (27) ، والكشف عن الرأس (29). مؤشرات العلم المتزامنة ممكنة. على سبيل المثال، تشير قيمة العلم البالغة 51 لجودة الإشارة دون المستوى الأمثل إلى عدم الامتثال لكل من معياري التسطيح والفرط في الحجم. تم اختيار قيم العلم بدقة لضمان تفرد كل مجموعة ممكنة. بالإضافة إلى ذلك ، تشير قيمة العلم البالغة 200 إلى الحالة التي يسجل فيها المستشعر ظروفا خارج الرأس لمدة أربع ثوان. | |
| إشارة RAW للسلسلة الزمنية بتردد أخذ العينات 512 هرتز ، مما يسمح بأخذ عينات تصل إلى 256 هرتز ، مما يجعل من الممكن فصل الإشارات إلى نطاقات أو إيقاعات موجات دماغية أساسية ، وكذلك القضاء على تردد 60 هرتز ، بسبب التداخل الكهرومغناطيسي من خط طاقة التيار المتردد من خلال مرشح 60 هرتز Notch وهو مرشح إيقاف النطاق. | |
| اتصال بلوتوث | لتوصيل مستشعر TGAM1 بجهاز كمبيوتر عبر البلوتوث ، تأكد أولا من تشغيل المستشعر وتمكين Bluetooth بجهاز الكمبيوتر. قم بإقران المستشعر عن طريق البحث عن الأجهزة في إعدادات Bluetooth الخاصة بجهاز الكمبيوتر ، وتحديد مستشعر TGAM1 ، وإدخال رمز الاقتران (عادة "0000" أو "1234"). بمجرد الاقتران ، افتح التطبيق الذي سيستخدم المستشعر ، وحدده كجهاز إدخال ، وقم بتكوين منفذ COM الصحيح إذا لزم الأمر. اختبر الاتصال عن طريق التحقق من نقل البيانات في التطبيق، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها عن طريق التحقق من النطاق أو إعادة تشغيل الأجهزة أو تحديث برامج التشغيل إذا لزم الأمر. |
الجدول 2: معايرة المعدات. يقدم هذا الجدول وصفا مفصلا لمعايرة مكونات المعدات المستخدمة.
3. تحفيز ما قبل DAT

الشكل 1: نظام دولي 10-20 لوضع الأقطاب الكهربائية خارج الجمجمة. يجب أن يقوم المستشعر بالاتصال عند نقطة FP123. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: استخدام جهاز تخطيط كهربية الدماغ. يوضح هذا الشكل الطريقة الصحيحة لوضع جهاز مخطط كهربية الدماغ. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: الحصول على إشارات مخطط كهربية الدماغ وتسجيلها قبل DAT. يوضح هذا الشكل عملية الحصول على إشارات مخطط كهربية الدماغ قبل بدء العلاج. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
4. DAT التحفيز

الشكل 4: الحصول على إشارات مخطط كهربية الدماغ وتسجيلها أثناء DAT. يوضح هذا الشكل عملية الحصول على إشارات مخطط كهربية الدماغ أثناء العلاج. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
5. تحفيز ما بعد DAT

الشكل 5: الحصول على إشارات مخطط كهربية الدماغ وتسجيلها بعد DAT. يوضح هذا الشكل عملية الحصول على إشارات مخطط كهربية الدماغ بعد العلاج. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
6. الحصول على بيانات مخطط كهربية الدماغ

الشكل 6: معالجة مخطط كهربية الدماغ. يتم التحكم في معالجة بيانات مخطط كهربية الدماغ الأولية بواسطة واجهة مستخدم لتعزيز الفهم البديهي فيما يتعلق بدورة الإدراك والعمل. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: بيئة التطوير المتكاملة (IDE) لإشارة مخطط كهربية الدماغ. سيعرض النظام الموارد المتاحة على الكمبيوتر ، بما في ذلك الأجهزة المتصلة مثل كاميرات الويب وأجهزة اكتساب EEG. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 8: نافذة تكوين النظام. يعرض نافذة تكوين النظام، حيث يتم إعداد الأجهزة وتخصيصها. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 9: نافذة معلومات المريض. يعرض نافذة معلومات المريض ، المستخدمة لإدخال التفاصيل الأساسية مثل الاسم والتشخيص ومعلمات التجربة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 10: بدء أخذ عينات البيانات. يوضح هذا الشكل بدء الحصول على البيانات عن طريق تنشيط قسم أخذ عينات مخطط كهربية الدماغ. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 11: عينة كاملة مأخوذة من المريض. يوضح الشكل متى يكمل البرنامج التقاط عينات المريض. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
7. تحليل بيانات مخطط كهربية الدماغ

الشكل 12: نافذة تحليل البيانات. يوضح هذا الشكل قسم التحليل للواجهة الرئيسية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
الشكل 13: نتائج معالجة مخطط كهربية الدماغ. المخرجات الناتجة عن النظام، التي تبين البيانات الأولية وإشارات مخطط كهربية الدماغ المعالجة (A)، ومعالجة الإشارة من خلال مخطط الدورة الزمنية FFT (B)، والمخطط الطيفي (C) والمخطط الطيفي المفلتر بتمرير النطاق (D). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
8. توصيل النتائج
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تصف هذه الدراسة عملية اكتساب إشارات مخطط كهربية الدماغ وتحليلها من خلال واجهة مستخدم محاكاة في IDE ، تكملها تطبيق طريقة موحدة لجمع البيانات. يوفر هذا النهج إطارا مرجعيا يسهل المقارنة بين الدراسات ويضمن قابلية التكرار ، مما يمكن الباحثين الآخرين من تكرار الإجراءات والحصول على نتائج متسقة في سياقات مختلفة.
يعطي الشكل 7 عرضا موجزا ل IDE. عند التحميل ، يعرض النظام الموارد المتوفرة على الكمبيوتر ، ويحدد ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ظهر العلاج بمساعدة الدلافين (DAT) كطريقة علاجية للأفراد المصابين بالتوحد والتنموي24،25. تقدم DAT تجارب جديدة تثري الحياة للمشاركين ، وتحفز الاهتمام والمشاركة الحسية في خلفية جذابة25،26. ومع ذلك ، هناك العديد من القيود التي تؤثر على تفسير فعالية DAT ، بما في ذلك الطلبات على التصميمات التجريبية الخاضعة للرقابة والبيانات القوية لتأكيد الفوائد نظرا لأن الكثير منها يعتمد على ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
هذه المقالة مدعومة من قبل المعهد الوطني للفنون التطبيقية (Instituto Politécnico Nacional) في المكسيك من خلال المشروع رقم 20250776 ، الممنوح من قبل أمانة البحوث والدراسات العليا (Secretaría de Investigación y Posgrado) ، Secretaría de Science ، Humanidades ، Tecnología e Innovación (SECIHTI). بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء البحث الموصوف في هذا العمل في مركز أبحاث الحوسبة (Centro de Investigación en Computación). وتجدر الإشارة إلى أن هذا البحث هو جزء رئيسي من أطروحة الدكتوراه بعنوان Estandarización de la recolección de señales EEG de niños neurodivergentes durante Terapias Asistidas por Delfines, bajo el Paradigma de la Ciencia de Sistemas, بدعم من عمل بريندا لورينا فلوريس هيدالغو ، العمل الذي يديره الدكتور أوزوالدو موراليس ماتاموروس والدكتور خيسوس خايمي مورينو إسكوبار. علاوة على ذلك ، تم تلقي الدعم من خلال المنحة الدراسية الممنوحة مع CVU 1145035 من قبل Secretaría de Science و Humanidades و Tecnología e Innovación (SECIHTI).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| محول الشحن | هوتينجر Brü El & Kj & aelig; r | الحساسية 2647A 0.001 V / pc تردد أخذ العينات 512 sps | |
| هيدروفون | هوتينجر Brü El & Kj & aelig; r | 8103 | معدل أخذ العينات 96000 sps الحساسية 8103 25.41e-6 ؛ V / Pa |
| كمبيوتر محمول Windows11 | ماتشينيكي | ماتشينيكي T58-V | وحدة المعالجة المركزية: i7-10870H (2.2 جيجا هرتز - 5 جيجا هرتز / 8 نوى) < BR / > GPU: NVIDIA Geforce RTX3060 وحدة معالجة رسومات للكمبيوتر المحمول مزدوجة القناة ، ما يصل إلى 32 جيجا < / > تخزين: M.2 PCIE. شاشة 2.5 بوصة HDD : 144 هرتز 15.6 بوصة FHD |
| وحدة ThinkGear ASIC 1 ؛ | نيوروسكاي | TGAM1 | بلوتوث V3.0 |
| كاميرا ويب | لوجيتك | سي 920 | تردد أخذ العينات18 sps |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن