Method Article

Sistema robótico de extremidades superiores controlado por interfaz cerebro-computadora para mejorar las actividades diarias en pacientes con accidente cerebrovascular

DOI:

10.3791/67601

⸱

April 18th, 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Health Science and Technology, Graduate School of Convergence Science and Technology, Seoul National University, 2Department of Rehabilitation Medicine, Seoul National University College of Medicine, Seoul National University Bundang Hospital, 3Clinical Neurotechnology Laboratory, Dept. of Psychiatry and Neurosciences, Charité Campus Mitte (CCM), Charité – Universitätsmedizin Berlin, 4SRH Gesundheitszentrum Bad Wimpfen GmbH

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este estudio presenta un sistema de interfaz cerebro-computadora (BCI) para pacientes con accidente cerebrovascular, que combina señales de electroencefalografía y electrooculografía para controlar una mano robótica de la extremidad superior, mejorando las actividades diarias. En la evaluación se utilizó el Test Bimanual de Berlín para el Ictus (BeBiTS).

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este estudio presenta un robot de asistencia de extremidades superiores controlado por la interfaz cerebro-computadora (BCI) para la rehabilitación posterior a un accidente cerebrovascular. El sistema utiliza señales de electroencefalograma (EEG) y electrooculograma (EOG) para ayudar a los usuarios a asistir a la función de las extremidades superiores en las tareas cotidianas mientras interactúan con una mano robótica. Evaluamos la efectividad de este sistema de robot BCI utilizando la Prueba Bimanual de Berlín para Accidentes Cerebrovasculares (BeBiTS), un conjunto de 10 tareas de la vida diaria que involucran ambas manos. Ocho pacientes con accidente cerebrovascular participaron en este estudio, pero solo cuatro participantes pudieron adaptarse al entrenamiento del sistema robótico BCI y realizar el postBeBiTS. En particular, cuando la puntuación preBeBiTS para cada ítem fue de cuatro o menos, el sistema robótico BCI mostró una mayor eficacia asistencial en la evaluación postBeBiTS. Además, nuestra mano robótica actual no ayuda con las funciones del brazo y la muñeca, lo que limita su uso en tareas que requieren movimientos complejos de la mano. Se necesitan más participantes para confirmar la eficacia del entrenamiento del sistema BCI-robot, y las investigaciones futuras deben considerar el uso de robots que puedan ayudar con una gama más amplia de funciones de las extremidades superiores. Este estudio tuvo como objetivo determinar la capacidad del sistema BCI-robot para ayudar a los pacientes a realizar las actividades de la vida diaria.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El deterioro de la función de las extremidades superiores debido a un accidente cerebrovascular limita la capacidad para realizar las actividades diarias, especialmente las tareas bimanuales1. La rehabilitación de la mano es, por lo tanto, un componente clave de la rehabilitación del ictus, siendo la terapia de espejo2 y la terapia de movimiento inducida por restricción (CIMT)3 enfoques bien conocidos. Investigaciones recientes indican que los sistemas robóticos de interfaz cerebro-computadora (BCI) basados en EEG pueden ser una terapia de asistencia efectiva para....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La Junta de Revisión Institucional del Hospital Bundang de la Universidad Nacional de Seúl revisó y aprobó todos los procedimientos experimentales (IRB No. B-2205-756-003). Reclutamos a ocho pacientes con accidente cerebrovascular y les explicamos detalladamente los detalles relevantes antes de obtener su consentimiento. Después de obtener el consentimiento informado, el protocolo procede de la siguiente manera: realizamos una evaluación BeBiTS antes de la capacitación BCI, seguida de la capacitación BCI utilizando EOG y EEG. Después, los participantes usan el robot para realizar otra evaluación de BeBiTS (Figura ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La Figura 12 muestra los resultados del entrenamiento de EOG y EEG. La figura 12A representa los resultados de un participante bien entrenado. Los valores de entrenamiento de EOG son coherentes, y el promedio (línea naranja en negrita) alcanza correctamente la línea de umbral. Los resultados del entrenamiento del EEG también distinguen claramente entre las líneas azul (estado de reposo) y rojas (imágenes motoras).

En contraste, la

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Esta investigación presentó un sistema robótico de asistencia de extremidades superiores BCI para ayudar a los pacientes con accidente cerebrovascular en la ejecución de las tareas diarias. Evaluamos la eficacia de las tareas bimanuales a través de la prueba BeBiTS15 e implementamos un entrenamiento para el funcionamiento del robot de asistencia de miembro superior a través del sistema BCI14. Este enfoque, a diferencia de los procedimientos.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los autores no tienen conflictos de intereses que declarar.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este trabajo contó con el apoyo del Programa de Colaboración Internacional entre la Academia y la Industria Alemana y Coreana sobre Robótica y Construcción Ligera/Carbono, financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de la República Federal de Alemania y el Ministerio de Ciencia y TIC de Corea (Subvención Nº P0017226)

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
BCI2000de software de propósito general de códigopara la investigación de la interfaz cerebro-computadora (BCI) que es gratuito para uso no comercial
BrainVision LSL Viewer Brain Products GmbHes una herramienta útil para monitorear sus flujos de marcadores y EEG LSL.
Mini amplificador eego con tapas originales de protección de ondas de 8 canales (F3, F4, C3, Cz, C4, P3, P4, EOG)Ant Neuro, Países BajosDiseño compacto y ligero: El mini amplificador eego es pequeño y ligero, y ofrece una excelente portabilidad e idoneidad para la grabación de EEG en diversos entornos.
Neomano neofect, CoreaMaterial del guante: Cuero, velcro, tela antideslizante
Material del alambre: Hilo sintético < br / > Peso: 65 g (sin batería)
cubren tres dedos: el pulgar, el índice y el dedo medio
computadora personal ( PC) con software BCI personalizadoPortátil con ventana
sistema abierto

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ekstrand, E., Rylander, L., Lexell, J., Brogårdh, C. Perceived ability to perform daily hand activities after stroke and associated factors: a cross-sectional study. BMC Neurol. 16, 208(2016).
  2. Angerhöfer, C., Colucci, A., Vermehren, M., Hömberg, V., Soekadar, S. R.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Brain Computer InterfaceUpper Limb RobotStroke RehabilitationEEG EOG SignalsRobotic Hand ControlBimanual FunctionMotor Imagery TrainingNeuro RehabilitationDaily Living ActivitiesBeBiTS Assessment

Related Articles