Method Article

מערכת רובוטית לגפיים העליונות הנשלטת על ידי ממשק מוח-מחשב לשיפור הפעילות היומיומית בחולי שבץ מוחי

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

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

מחקר זה מציג מערכת ממשק מוח-מחשב (BCI) לחולי שבץ מוחי, המשלבת אותות אלקטרואנצפלוגרפיה ואלקטרוקולוגרפיה כדי לשלוט ביד רובוטית בגפה העליונה, ולשפר את הפעילויות היומיומיות. ההערכה השתמשה במבחן ברלין דו-ידני לשבץ מוחי (BeBiTS).

Abstract

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

מחקר זה מציג רובוט מסייע לגפיים העליונות הנשלט על ידי ממשק מוח-מחשב (BCI) לשיקום לאחר שבץ מוחי. המערכת משתמשת באותות אלקטרואנצפלוגרמה (EEG) ואלקטרוקולוגרמה (EOG) כדי לעזור למשתמשים לסייע לתפקוד הגפיים העליונות במשימות יומיומיות תוך אינטראקציה עם יד רובוטית. הערכנו את היעילות של מערכת רובוט BCI זו באמצעות מבחן ברלין דו-ידני לשבץ מוחי (BeBiTS), קבוצה של 10 משימות חיים יומיומיות הכוללות את שתי הידיים. שמונה חולי שבץ השתתפו במחקר זה, אך רק ארבעה משתתפים יכלו להסתגל לאימון מערכת הרובוט BCI ולבצע את הפוסט-BeBiTS. יש לציין שכאשר ציון ה-preBeBiTS עבור כל פריט היה ארבעה או פחות, מערכת הרובוט BCI הראתה יעילות מסייעת רבה יותר בהערכה שלאחר BeBiTS. יתר על כן, היד הרובוטית הנוכחית שלנו אינה מסייעת בתפקודי הזרוע ושורש כף היד, מה שמגביל את השימוש בה במשימות הדורשות תנועות ידיים מורכבות. משתתפים נוספים נדרשים לאשר את יעילות האימון של מערכת רובוט ה-BCI, ומחקר עתידי צריך לשקול שימוש ברובוטים שיכולים לסייע במגוון רחב יותר של תפקודי גפיים עליונות. מחקר זה נועד לקבוע את יכולתה של מערכת רובוט ה-BCI לסייע למטופלים בביצוע פעילויות יומיומיות.

Introduction

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

פגיעה בתפקוד הגפיים העליונות עקב שבץ מוחי מגבילה את היכולת לבצע פעילויות יומיומיות, במיוחד משימות דו-ידניות1. שיקום ידיים הוא, אם כן, מרכיב מרכזי בשיקום שבץ מוחי, כאשר טיפול מראה2 וטיפול בתנועה מושרה אילוץ (CIMT)3 הן גישות ידועות. מחקרים אחרונים מצביעים על כך שמערכות רובוט ממשק מוח-מחשב (BCI) מבוססות EEG יכולות להוות טיפול מסייע יעיל לשיפור התאוששות תפקוד היד בחולי שבץ מוחי 4,5,6. מערכות רובוטיות BCI מתמקדות בצימוד הכוונה הפעילה של המטופל לנסות תנועה מוטורית עם הביצועים ש....

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

Protocol

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

מועצת הביקורת המוסדית של בית החולים בונדאנג של האוניברסיטה הלאומית של סיאול בחנה ואישרה את כל ההליכים הניסיוניים (IRB מס' B-2205-756-003). גייסנו שמונה חולי שבץ מוחי והסברנו ביסודיות את הפרטים הרלוונטיים לפני שקיבלנו את הסכמתם. לאחר קבלת הסכמה מדעת, הפרוטוקול ממשיך באופן הבא: אנו מבצעים הערכת BeBiTS לפני אימון BCI, ואחריה אימון BCI באמצעות EOG ו-EEG. לאחר מכן, המשתתפים לובשים את הרובוט כדי לבצע הערכת BeBiTS נוספת (איור 1).

1. הגדרת מערכת אימון רובוט BCI

  1. גיוס מטופלים
    1. בצע את תהליך הסינון באמצעות קריטריוני ההכללה הבאים.
      1. בחר מטופלים....

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

Results

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

איור 12 מציג את התוצאות של אימון EOG ו-EEG. איור 12A מייצג את התוצאות של משתתף מאומן היטב. ערכי האימון של EOG עקביים, כאשר הממוצע (קו מודגש כתום) מגיע כראוי לקו הסף. תוצאות אימון ה-EEG גם מבחינות בבירור בין הקווים הכחולים (מצב מנוחה) והאדומים (דימוי מוטורי).

לעומת זאת, איור 12B מראה את התוצאות של משתתף שלא התאמן היטב. ניסויי ה-EOG אינם עקביים, והממוצע (קו ירוק מודגש) אינו מגיע לקו הסף. יתר על כן, תוצאות א.......

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

Discussion

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

מחקר זה הציג מערכת רובוטית מסייעת לגפיים העליונות של BCI כדי לתמוך בחולי שבץ מוחי בביצוע משימות יומיומיות. הערכנו את היעילות של משימות דו-ידניות באמצעות מבחן BeBiTS15 ויישמנו הכשרה להפעלת הרובוט המסייע לגפיים העליונות באמצעות מערכת BCI14. גישה זו, בניגוד להליכי שיקום קונבנציונליים, מאפשרת למטופלים לעסוק באופן פעיל בהחלמתם על ידי שליטה בפעולות הרובוט בהתאם לכוונותיהם. כיול מדויק של אימון ה-EOG וה-EEG הוא חיוני להשגת אותות מדויקים ממערכת ה-BC.......

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

Disclosures

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

למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.

Acknowledgements

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

עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית שיתוף הפעולה הבינלאומית של האקדמיה והתעשייה הגרמנית-קוריאנית בנושא רובוטיקה ובנייה קלה/פחמן במימון משרד החינוך והמחקר הפדרלי של הרפובליקה הפדרלית של גרמניה ומשרד המדע והתקשוב הקוריאני (מענק מס' P0017226)

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
BCI2000מערכת תוכנה לשימוש כללי בקוד פתוח למחקר ממשק מוח-מחשב (BCI) הניתנת בחינם לשימוש לא מסחרי
Brain Products GmbHהוא כלי שימושי לניטור זרמי ה-LSL EEG והסמנים שלה.
מגבר EEGO Mini עם 8 ערוצים (F3, F4, C3, Cz, C4, P3, P4, EOG) מכסי מגן גל מקוריים Ant Neuro, הולנדעיצוב קומפקטי וקל משקל: מגבר המיני eego קטן וקל משקל, ומציע ניידות והתאמה מצוינת להקלטת EEG בסביבות שונות.
נאומאנו neofect, קוריאהכפפה חומר: עור, סקוטש, בד מונע החלקה
חומר חוט: חוט סינטטי
משקל: 65 גרם (ללא batt.)
מכסים שלוש אצבעות: האגודל, האצבע המורה והאצבע האמצעית
המחשב האישי ( PC) עם תוכנת BCI מותאמת אישית מחשב נייד עם חלון
BrainVision LSL Viewer 

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