Une machine à interface humaine Intégration de capteurs à faible coût avec un système de stimulation neuromusculaire électrique pour post-AVC Solde Réhabilitation

Une nouvelle interface homme-machine à faible coût pour un système interactif de rééducation de l’équilibre post-AVC est présentée dans cet article. Le système intègre des capteurs prêts à l’emploi à faible coût vers un paradigme d’électrothérapie piloté volontairement. L’interface du logiciel de preuve de concept est démontrée sur des volontaires en bonne santé.

L’objectif global de cette procédure est d’appliquer la technologie des capteurs de jeux vidéo à une interface homme-machine à faible coût pour la réhabilitation de l’équilibre. Pour ce faire, il faut d’abord configurer des équipements et des logiciels mobiles d’imagerie cérébrale et corporelle, ou MoBI. La deuxième étape consiste à placer des capteurs MoBI sur le corps pour capturer des données physiologiques.

Ensuite, un oculomètre est utilisé pour évaluer les mouvements oculaires de poursuite visuelle après un AVC. Le suivi oculaire montrera que les indices liés au regard peuvent aider à délimiter les déficits oculomoteurs post-AVC, ce qui peut être pertinent pour la planification de la thérapie de l’équilibre visuomoteur. Ensuite, des capteurs de stimulation électrique neuromusculaire, ou NMES, assistés dans la thérapie de l’équilibre visuomoteur, sous MoBI, sont calibrés.

La dernière étape consiste à collecter des données multi-capteurs à partir de capteurs à faible coût pendant la thérapie de l’équilibre visuomoteur. Nous étendons cette technologie à notre base de réadaptation à domicile pour les patients victimes d’un AVC qui souffrent d’une perte d’équilibre. Notre système comprend un spectre basé sur le regard, un double pronostic et un spectre du regard comme ingrédient important dans la thérapie de l’équilibre visuomoteur.

Ainsi, cette technologie de changement de paradigme capture comment le système visuel, le système moteur et les systèmes d’équilibre marchent ensemble après un AVC et tentent de les réhabiliter par l’entraînement. Donc, en principe, cette technique peut être utilisée dans d’autres conditions, comme le trouble du spectre autistique, le parkinsonisme, les lésions cérébrales traumatiques, ainsi que les troubles psychomoteurs dus à la dépression. Tous peuvent être réhabilités dans ce système de formation.

Commencez par obtenir un écran de projection pour afficher le retour biographique visuel. Ajustez la hauteur de manière à ce que le centre de l’écran soit au niveau des yeux du sujet. Placez ensuite le capteur de sous-titres de mouvement devant l’écran de projection et dirigez-le vers le volume de la capture de mouvement.

Vérifiez que le volume de la capture de mouvement est de 1,5 mètre à 2,5 mètres devant le capteur de capture de mouvement. Ensuite, placez la planche d’équilibre sur le sol, à environ 2,0 mètres du capteur de capture de mouvement. Laissez suffisamment d’espace autour de la planche d’équilibre pour assurer un mouvement complet du corps.

Pour commencer à placer le capteur pour l’électromyographie, ou EMG, dans le système NMES, demandez au sujet de s’asseoir sur une chaise. Placez les électrodes EMG et NMES bilatéralement sur les muscles gastrocnémiens médiaux et tibiaux antérieurs du sujet. Ensuite, connectez les électrodes au système de simulation sans fil NMES.

Ensuite, placez l’électroencéphalogramme, ou capuchon EEG, sur la tête du sujet en suivant le système international 10-20. Utilisez une pâte conductrice pour faire adhérer les électrodes, comme on le voit ici sur le cuir chevelu, avant de les connecter au casque EEG sans fil. Placez deux électrodes EEG passives au-dessus et en dessous d’un œil pour capturer l’électrooculogramme vertical, ou EOG.

Ajoutez-en deux autres sur le campus extérieur de chaque œil pour capturer l’EOG horizontal. Enfin, placez deux électrodes EEG passives sur les lobes d’oreille du sujet pour servir d’électrodes de référence EEG. Commencez par placer l’oculomètre juste en dessous de l’écran de l’ordinateur à retour visuel et connectez-le à l’ordinateur à retour visuel à l’aide d’un port USB 3.

Ensuite, demandez au sujet de s’asseoir au bureau à une distance de 50 centimètres de l’eye tracker, ajustez le moniteur d’ordinateur à retour visuel de manière à ce que les yeux du sujet soient au centre du moniteur. Dans l’ordinateur de retour visuel, ouvrez le serveur eye tribe et eye tribe when-you-eye pour vous assurer que les yeux du sujet sont détectés par le Gooey et pour effectuer la routine d’étalonnage du suivi oculaire par la suite. Ensuite, demandez au sujet de regarder directement l’écran d’ordinateur à retour visuel pour des repères visuels.

Exécutez la routine d’étalonnage de l’eye tracker en cliquant sur l’onglet Étalonnage dans le Gooey. Exécutez le stimulus de soulignement visuel point exc dans le dossier Smart Eye pour exécuter l’interface basée sur la réalité virtuelle. Par la suite, exécutez le programme smart eye dot exc présent dans le dossier smart eye pour acquérir les données de regard du sujet qui sont synchronisées avec la tâche basée sur la réalité virtuelle.

Demandez au sujet de suivre les stimuli visuels fixes et mobiles à différentes positions sur l’écran d’ordinateur à retour visuel afin d’évaluer les mouvements oculaires de poursuite après l’AVC. Tout d’abord, connectez les capteurs de l’eye tracker et de la planche d’équilibre à l’ordinateur de retour visuel. Allumez la planche d’équilibre ou le capteur BB.

Appuyez sur le bouton du capteur BB pour rendre la télécommande détectable dans le menu. Cliquez sur l’icône Afficher ou masquer dans la barre des tâches du système, puis cliquez sur l’icône du périphérique Bluetooth. Ensuite, cliquez sur l’option de périphérique ajouté et associez le BB en tant qu’appareil Bluetooth sans utiliser le code à l’ordinateur de retour visuel.

Une fois que la planche d’équilibre est connectée à l’ordinateur de retour visuel, ouvrez le dossier VBT et exécutez le fichier point m de l’interface We BB pour établir l’interface Matt lab BB. Faites tenir le sujet sur la planche d’équilibre. Cliquez sur OK pour commencer l’étalonnage, puis entrez le poids du sujet et cliquez à nouveau sur OK.

Ensuite, connectez et allumez le capteur de capture de mouvement à l’ordinateur d’acquisition de données et assurez-vous qu’il est complètement démarré, ce qui est indiqué par le voyant vert. Ouvrez le dossier LSL et démarrez le logiciel Mocap pour commencer la diffusion en continu des données du capteur de capture de mouvement. Allumez les systèmes d’acquisition de données EEG et EOG connectés à l’ordinateur d’acquisition de données.

Pour ce faire, ouvrez d’abord le dossier LSL et ouvrez le serveur d’acquisition Open Vibe avec LSL dot cmd. Enfin, sélectionnez emotive EPOC dans le menu pour EEG et EOG et configurez le module en cliquant sur les propriétés du pilote. Ensuite, cliquez sur connecter et cliquez sur play pour démarrer le serveur d’acquisition.

Commencez par demander au sujet de se tenir debout sur la planche d’équilibre et d’attacher un harnais de sécurité. Fixez un niveau NMES de base minimum pour la position debout en réglant la fréquence de stimulation à 20 hurtz. Ensuite, augmentez la largeur d’impulsion et le niveau de courant dans le logiciel NMES installé dans l’ordinateur d’acquisition de données jusqu’à ce que la position verticale soit atteinte.

Pour la VBT assistée par NMES, demandez au sujet de s’asseoir sur une chaise, face au capteur de capture de mouvement, les pieds sur la planche d’équilibre. Exécutez le programme de capteurs calib dans le dossier de collecte de données afin de collecter les données d’étalonnage de plusieurs capteurs. Enfin, demandez au sujet d’effectuer des mouvements de portée maximale auto-initiés dans différentes directions qui affectent l’emplacement du centre de masse sur le retour visuel.

Commencez par exécuter le programme de collecte de base dans le dossier de collecte de données pour collecter les données de l’état de repos de la base, les yeux ouverts, les données multicapteurs. Pour ce faire, demandez au sujet de rester immobile pendant deux minutes et de regarder directement le centre de la masse sur le retour visuel. Ensuite, exécutez le programme VBT collecté dans le dossier de collecte de données pour collecter les données du capteur pendant le VBT.

Connectez la sortie vidéo de l’ordinateur de retour visuel à l’écran de projection et exécutez le fichier exe point des tâches IVRT intelligentes dans le dossier VBT de l’ordinateur de retour visuel pour lancer les tâches IVRT intelligentes Gooey. Ensuite, demandez au sujet de prêter attention à l’invite sonore et visuelle sur l’écran de l’ordinateur et dirigez le curseur aussi vite que possible vers des cibles périphériques présentées au hasard. Après la phase de déplacement, demandez au sujet de maintenir le curseur à l’endroit cible pendant une seconde.

Après la phase de maintien périphérique, demandez au sujet de revenir à la position de maintien centrale pendant que le système acquiert les deux coordonnées d du centre de pression du sujet et les deux coordonnées d des données du regard. Les caractéristiques du regard ont été collectées avec l’oculomètre pour quantifier la performance d’un sujet lors d’une tâche de poursuite en douceur pour une comparaison ultérieure avec les données VBT post-AVC. Ensuite, pour VBT, le protocole utilisé pour modifier la tâche de portée fonctionnelle afin de quantifier la capacité du sujet à déplacer volontairement sa position du centre de pression le plus rapidement possible sans perdre l’équilibre, tout en étant guidé par un retour visuel.

Ici, les données EOG montrent que pendant la VBT, le rapport FD, ou rapport entre la durée de fixation sur la cible, et la durée de fixation sur le curseur, a augmenté tandis que l’erreur quadratique moyenne normalisée a diminué. Lors de la tentative de cette procédure, il est très important de tenir compte de la sécurité et du confort du patient victime d’un AVC. Nous nous attendons à ce qu’un système de rééducation de l’équilibre basé sur la réalité virtuelle soit puissant pour traiter les troubles de l’équilibre des patients victimes d’AVC.

Ainsi, à la suite de cette procédure, d’autres mesures cliniques supplémentaires, comme la mesure clinique de l’équilibre et de la mobilité, peuvent être loin de permettre de comparer de manière exhaustive les mesures quantitatives à d’autres paramètres cliniques standard afin d’obtenir une image complète du déficit fonctionnel d’un patient victime d’un AVC et d’aborder cette question de manière exhaustive dans la réadaptation.