A-máquina humana integración de sensores de bajo coste con un sistema de estimulación eléctrica neuromuscular para la Rehabilitación de Balance post-accidente cerebrovascular

Resumen

En este artículo se presenta una novedosa interfaz hombre-máquina de bajo costo para un sistema interactivo de rehabilitación del equilibrio después de un accidente cerebrovascular. El sistema integra sensores de bajo costo listos para usar hacia el paradigma de electroterapia impulsado por la voluntad. La interfaz de software de prueba de concepto se muestra en voluntarios sanos.

Resumen

Un accidente cerebrovascular se produce cuando una arteria que lleva sangre desde el corazón a un área en el cerebro estalla o un coágulo obstruye el flujo de sangre al cerebro impidiendo de este modo la entrega de oxígeno y nutrientes. Aproximadamente la mitad de los supervivientes del accidente cerebrovascular se quedan con algún grado de discapacidad. Se necesitan con urgencia metodologías innovadoras para la neurorrehabilitación reparadora para reducir la discapacidad a largo plazo. La capacidad del sistema nervioso para reorganizar su estructura, función y conexiones como respuesta a los estímulos intrínsecos o extrínsecos se llama neuroplasticidad. La neuroplasticidad está implicado en los trastornos funcionales tras un ictus, sino también en la rehabilitación. neuroplastic cambios beneficiosos pueden ser facilitadas con electroterapia no invasivos, tales como la estimulación eléctrica neuromuscular (EENM) y la estimulación eléctrica sensorial (SES). EENM consiste en la estimulación eléctrica coordinada de los nervios motores y los músculos para activarlos con pulsos cortos de corriente eléctrica continua mientras SES invoIves estimulación de los nervios sensoriales con corriente eléctrica resultante en las sensaciones que varían desde apenas perceptible a muy desagradable. En este caso, la participación cortical activo en los procedimientos de rehabilitación puede ser facilitada por la conducción de la electroterapia no invasiva con bioseñales (electromiografía (EMG), electroencefalograma (EEG), electrooculogram (EOG)) que representan la percepción simultánea activa y el esfuerzo volitivo. Para lograr esto en un entorno pobre en recursos, por ejemplo, en los países de ingresos bajos y medianos, se presenta un bajo costo humano-máquina (HMI) mediante el aprovechamiento de los avances recientes en la tecnología de sensores de videojuegos off-the-shelf. En este trabajo, se discute la interfaz de software de código abierto que integra sensores de bajo coste off-the-shelf de retro-alimentación visual-auditivo con electroterapia no invasivo para ayudar al control postural durante la rehabilitación equilibrio. Se demuestra la prueba de concepto en voluntarios sanos.

Introducción

Un episodio de disfunción neurológica causada por cerebral focal, la médula, o infarto de retina se denomina accidente cerebrovascular ^1. El ictus es un problema de salud mundial y la cuarta causa principal de discapacidad en todo el mundo ^1. En países como India y China, los dos países más poblados del mundo, la discapacidad neurológica debida a un accidente cerebrovascular ha sido catalogada como epidemia oculta ^2. Una de las complicaciones médicas más comunes después de un derrame cerebral son las caídas con una incidencia de hasta un 73% en el primer año posterior al accidente cerebrovascular ^3. La caída posterior al ac....

Protocolo

Nota: La tubería de software HMI fue desarrollado en base a software de código abierto libremente disponible y off-the-shelf sensores de videojuegos bajo costo (detalles disponibles en: https://team.inria.fr/nphys4nrehab/software/ y https: //github.com/NeuroPhys4NeuroRehab/JoVE). Se proporciona la tubería de software HMI para la recogida de datos durante una tarea de alcance funcional modificada (mFRT) ²¹ en una plataforma de juegos basada en realidad virtual para la terapia de equilibrio visuomotor (VBT) ^8.

La figura 2a muestra la configuración de seguidor de ojos de diagnóstico, donde las caracterí....

Resultados

La Figura 4 muestra las características de la mirada del ojo que fueron extraídos fuera de línea para la cuantificación de un rendimiento sano durante una tarea de búsqueda suave. Las siguientes características se extrajeron como se muestra en la Tabla 1:

Característica 1 = porcentaje de desviación entre la posición estímulo objetivo y el centroide de los puntos de fijación de los participante.......

Discusión

Una herramienta de bajo costo clínicamente válida fácil de usar, para la terapia de movimiento y el equilibrio será un cambio de paradigma para la neurorrehabilitación en un entorno de bajos recursos. Es probable que tenga un alto impacto en la sociedad ya que los trastornos neurológicos tales como derrames cerebrales aumentarán drásticamente en el futuro debido al envejecimiento de la población mundial ^2. Existe, por tanto, una necesidad apremiante de aprovechar los sistemas físicos cibernéticos, donde la po.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Estimulador NMES	Vivaltis, Francia	PhenixUSBNeo	estimulador NMES con sensor EMG (Figura 2b)
Tabla de equilibrio	Nintendo, EE. UU	Tabla de equilibrio de Wii	Tabla de equilibrio (Figura 2b)
Captura de movimiento	Microsoft, EE. UU	XBOX-360 Kinect Captura de	movimiento (Figura 2b)
Eye Tracker	Eye Tribe	The Eye Tribe	SmartEye Tracker (Figura 2a)
Sistema de adquisición de datos EEG	Emotiv, Australia	Emotiv Neuroheadset	Auriculares inalámbricos para EEG (Figura 2b)
Electrodo pasivo para EEG	Olimex	EEG-PE	Electrodo pasivo para EOG y referencias (6 en número) (Figura 2b)Electrodo
activo de EEG	Olimex	EEG-AE	Electrodo activo de EEG (10 en número) (Figura 2b)
Computadora con monitor de PC	Dell Procesamiento		de datos y retroalimentación visual (Figura 2)
Software, electrodos EMG, electrodos NMES y cables