Un uomo-macchina-interfaccia Integrazione di sensori a basso costo con una stimolazione del sistema neuromuscolare elettrica per post-ictus Balance riabilitazione

Sommario

In questo articolo viene presentata una nuova interfaccia uomo-macchina a basso costo per un sistema interattivo di riabilitazione dell'equilibrio post-ictus. Il sistema integra sensori a basso costo pronti all'uso verso il paradigma dell'elettroterapia guidato dalla volontà. L'interfaccia software proof-of-concept è stata dimostrata su volontari sani.

Abstract

Un ictus è causato quando una arteria che trasporta il sangue dal cuore a un'area del cervello scoppia o un coagulo ostruisce il flusso di sangue al cervello, impedendo in tal modo la consegna di ossigeno e nutrienti. Circa la metà dei sopravvissuti ictus sono lasciati con un certo grado di disabilità. Metodologie innovative per neuroriabilitazione restaurativa sono urgentemente necessarie per ridurre la disabilità a lungo termine. La capacità del sistema nervoso di riorganizzare la sua struttura, la funzione e le connessioni in risposta a stimoli intrinseci o estrinseci è chiamato TG. Neuroplasticità è coinvolto in post-ictus disturbi funzionali, ma anche nella riabilitazione. cambiamenti neuroplastici benefici possono essere agevolate con elettroterapia non invasiva, come la stimolazione neuromuscolare elettrica (NMES) e la stimolazione elettrica sensoriale (SES). NMES comporta la stimolazione elettrica dei nervi coordinata a motore e dei muscoli per attivarli con continue brevi impulsi di corrente elettrica mentre SES invostimolazione lves di nervi sensoriali con corrente elettrica causando sensazioni che variano da appena percettibile a altamente sgradevole. Qui, la partecipazione attiva corticale in procedure di riabilitazione può essere facilitata dalla guida del elettroterapia non invasiva con biosegnali (elettromiografia (EMG), elettroencefalogramma (EEG), elettrooculogramma (EOG)) che rappresentano simultanea percezione attiva e lo sforzo volitivo. Per raggiungere questo obiettivo in un ambiente povero di risorse, ad esempio, nei paesi a basso e medio reddito, vi presentiamo un basso costo uomo-macchina-interfaccia (HMI), sfruttando i recenti progressi in off-the-shelf tecnologia dei sensori di videogiochi. In questo lavoro, si discute l'interfaccia del software open-source che integra a basso costo sensori off-the-shelf per biofeedback visivo-uditivo con elettroterapia non invasiva per assistere controllo posturale durante equilibrio riabilitazione. Dimostriamo il proof-of-concept su volontari sani.

Introduzione

Un episodio di disfunzione neurologica causata da cerebrale focale, spinale, o infarto retina è chiamato ictus ^1. L'ictus è un problema di salute globale e quarta causa di disabilità in tutto il mondo ^1. In paesi come l'India e la Cina, le due nazioni più popolose del mondo, disabilità neurologica a causa di ictus è stato etichettato come epidemia nascosta ^2. Una delle complicanze mediche più comune dopo un ictus sono cascate con una incidenza fino al 73% nel primo anno post-ictus ^3. Il calo post-ictus è multifattoriale e comprende sia fattori spinali e sopraspinali come equilibrio e visuospaziali abbandono ^4. Un....

Protocollo

Nota: La pipeline software HMI è stato sviluppato sulla base liberamente disponibili software open-source e off-the-shelf sensori di video a basso costo di gioco (i dettagli sono disponibili presso: https://team.inria.fr/nphys4nrehab/software/ e https: //github.com/NeuroPhys4NeuroRehab/JoVE). Il software HMI gasdotto è previsto per la raccolta dei dati durante un compito portata funzionale modificata (mFRT) ²¹ in una piattaforma di gioco basata VR per la terapia equilibrio visuomotorio (VBT) ^8.

Figura 2a mostra la configurazione occhio inseguitore diagnostica in cui le caratteristiche sguardo vengono....

Risultati

La figura 4 mostra le caratteristiche lo sguardo degli occhi che sono stati estratti in linea per la quantificazione di una prestazione in grado di corpo durante un compito inseguimento liscio. Le seguenti caratteristiche sono stati estratti come mostrato in Tabella 1:

Caratteristica 1 = percentuale deviazione tra la posizione di destinazione stimolo e il baricentro dei punti di fissaggio del .......

Discussione

Uno strumento a basso costo clinicamente valido semplice da usare, per la terapia del movimento e l'equilibrio sarà un cambiamento di paradigma per la neuroriabilitazione in un ambiente a basso risorsa. Si rischia di avere un altissimo impatto sociale da disturbi neurologici come l'ictus drammaticamente aumentare in futuro a causa dell'invecchiamento della popolazione mondiale ^2. Non vi è, quindi, un pressante necessità di sfruttare sistemi fisici informatici in cui la possibilità di personalizzare, monitor, .......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Stimolatore NMES	Vivaltis, Francia	PhenixUSBNeo	Stimolatore NMES con sensore EMG (Figura 2b)
Balance Board	Nintendo, USA	Wii Balance Board	Balance Board (Figura 2b)
Motion Capture	Microsoft, USA	XBOX-360 Kinect	Motion Capture (Figura 2b)
Eye Tracker	Eye Tribe	The Eye Tribe	SmartEye Tracker (Figura 2a)
Sistema di acquisizione dati EEG	Emotiv, Australia	Emotiv Neuroheadset	Cuffie EEG wireless (Figura 2b)
Elettrodo passivo EEG	Olimex	EEG-PE	Elettrodo passivo per EOG e riferimenti (6 in numero) (Figura 2b)Elettrodo
attivo EEG	Olimex	EEG-AE	(10 in numero) (Figura 2b)
Computer con monitor PC	Dell		Elaborazione dati e feedback visivo (Figura 2)
Software, elettrodi EMG, elettrodi NMES e cavi