Name: Valutazione e comunicazione per le persone con disturbi della coscienza (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-01T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 37 s
Description: Impara a rilevare la coscienza nei pazienti con disturbi della coscienza e a stabilire un canale di comunicazione sì/no tramite EEG e stimoli vibrotattili. Questo metodo non invasivo aiuta a valutare l'awareness anche senza risposta motoria.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Questo lavoro è stato supportato dal progetto DECODER FP 7 dell'Unione Europea e dal progetto ODI dell'Unione Europea COMAWARE.

Tutte le fasi di questo protocollo sono conformi ai principi della dichiarazione di Helsinki. 1. Impostazione del sistema <ol><li> Utilizzando un cavo USB, collegare l&#39;amplificatore al computer che esegue il software e accendere l&#39;amplificatore. </li><li> Collegare il dongle hardware a uno slot USB gratuito del computer. NOTA: è necessario eseguire il software. </li><li> Mettere il bracciale polarizzatore antistatico sul polso del soggetto e collegarlo ad una spina di alimentazione libera. NOTA: Questa banda è progettata per aiutare a mettere a terra l&#39;oggetto alla terra per ridurre il rumore che può influenzare la qualità EEG. </li><li> Collegare la scatola del driver con il cavo USB ad una fessura libera del computer. </li><li> Collegare il cavo di trigger alla scatola driver come segue: <ol><li> Collegare il connettore &quot;g.STIMbox OUT 5&quot; a &quot;OUT 5&quot; della scatola driver. </li><li> Collegare il connettore &quot;g.STIMbox OUT 6&quot; a &quot;OUT 6&quot; del driver bbue. </li><li> Collegare il connettore &quot;g.STIMbox OUT 7&quot; a &quot;OUT 7&quot; della scatola driver. </li><li> Collegare il connettore &quot;g.USBamp DIO 1&quot; alla presa &quot;DIG I / O 1&quot; del g.USBamp. </li><li> Collegare i tre tattori a OUT 1, OUT 2 e OUT 3 della scatola driver. </li><li> Collegare il connettore &quot;TRIG OUT&quot; alla presa &quot;TRIG OUT&quot; della scatola adattatore trigger audio. </li></ol></li><li> Prendete il nastro adesivo e fissate un tattico sul polso sinistro, un altro sul polso destro e un terzo sulla caviglia destra. </li><li> Collegare un cavo del connettore audio maschio / maschio all&#39;uscita audio del computer e alla presa della scatola adattatore trigger audio contrassegnata con &quot;AUDIO IN&quot;. Accendere la casella dell&#39;adattatore del trigger audio e controllare se il LED di stato della batteria è verde. </li><li> Avviare il software, osservare una finestra chiamata &quot;Aggiungi medico&quot;. Digita il titolo, il nome, l&#39;istituzione e il reparto nei campi vuoti. ClicK su &quot;Aggiungi&quot; per aprire un&#39;altra finestra. </li><li> Immettere il nome del paziente, la città, il paese, la data di nascita e la data di check-in nella finestra. </li><li> Fai clic sul pulsante verde &quot;+&quot; sotto la freccia blu nella sezione in basso a destra del programma. Inserisci il testo &quot;Primo test&quot; nel campo &quot;Nome&quot; e &quot;Conoscere il software&quot; nel campo &quot;Dettagli&quot; vuoto. NOTA: è necessario immettere informazioni in tutti i campi vuoti per procedere con il programma. </li><li> Infine, fare clic sul pulsante &quot;Seleziona questo paziente&quot;. </li><li> Collegare 16 canali EEG alla testa del soggetto utilizzando un tappo di elettrodo. Usare le posizioni: FC3, FCz, FC4, C5, C3, C1, C2, C4, C6, CP3, CP1, CPz, CP2, CP4 e Pz secondo il sistema esteso internazionale 10-20 14 . Mettere un elettrodo di riferimento sul lobo destro corretto e un elettrodo di terra sulla fronte. </li><li> Per posizionare correttamente il tappo sulla testa del soggetto,Utilizzare una misura a nastro per misurare la distanza tra la nasione e l&#39;inione, nonché la distanza tra i punti preauricolari sinistro e destro. Assicurarsi che l&#39;elettrodo nella posizione verticale, Cz, sia al centro di queste due distanze. Mettere sul cappuccio dell&#39;elettrodo e allineare questa posizione misurata con la posizione Cz del cappuccio dell&#39;elettrodo. Il tappo dell&#39;elettrodo è ora in posizione corretta. </li><li> Collegare gli elettrodi alla scatola di collegamento dell&#39;elettrodo, seguendo le impostazioni descritte nel passaggio 1.12. Collegare la scatola di collegamento dell&#39;elettrodo all&#39;amplificatore biosigno e assicurarsi che l&#39;amplificatore e la scatola di connessione siano accesi. </li><li> Iniettare un sufficiente gel elettrodo negli elettrodi per creare un collegamento tra la pelle e gli elettrodi. </li></ol> 2. Valutazione uditivo P300 <ol><li> Dopo aver inserito le informazioni del paziente, fai clic sul pulsante &quot;Auditory P300&quot; sul lato sinistro dello schermo. Fai clic sul pulsante &quot;Valutazione&quot; sul ri riGht per iniziare la fase di valutazione. </li><li> Controllare la qualità del segnale dell&#39;EEG. L&#39;immagine con il cervello sul lato destro dello schermo fornisce una guida a colori codificata alla qualità del segnale di ciascun elettrodo, con rosso per cattiva qualità del segnale, giallo per qualità del segnale accettabile e verde per una buona qualità del segnale. </li><li> Aprire il menu delle impostazioni tramite il pulsante Impostazioni e confermare che si possono ascoltare i segnali acustici. Presentare questi bip con due frequenze diverse al soggetto e spiegare il compito, che è quello di contare ciascuno dei segnali acustici ad alta frequenza. </li><li> Mettere gli auricolari nelle orecchie dell&#39;utente e fare clic sul pulsante di avvio. </li><li> Una volta terminata la valutazione, controllare la pagina dei risultati e la trama di precisione ( figure 1 e 2 ). Se il livello di precisione è inferiore al 40%, ripetere l&#39;esecuzione. NOTA: se la precisione del soggetto è inferiore al 40%, la comunicazione affidabile è improbabile, almeno con quel paradigma e la sessione di registrazione. Tuttavia, valutazioni con altriApprocci e / o tempi diversi potrebbero produrre risultati diversi. </li></ol> 3. Vibrotactile P300 Valutazione con 2 stimolatori <ol><li> Fai clic sul pulsante &quot;Vibrotactile 2 Tactor &quot; sul lato sinistro dello schermo; Quindi fare clic sul pulsante &quot;Valutazione&quot; in basso a destra per avviare l&#39;esecuzione della valutazione. Ripetere il passo 2.2. </li><li> Aprire il menu delle impostazioni tramite il pulsante impostazioni per confermare che si possono sentire le vibrazioni dei tattori. Istruite al soggetto di sentire vibrazioni sui polsi destro e sinistro. Il compito è quello di contare il numero di stimoli di vibrazione sul polso sinistro. Dopo le istruzioni, fare clic sul pulsante di avvio. </li><li> Una volta terminata la valutazione, controllare la pagina dei risultati e la trama di precisione. Se il livello di precisione è inferiore al 40%, ripetere l&#39;esecuzione. NOTA: se la precisione del soggetto è inferiore al 40%, la comunicazione affidabile è improbabile, almeno con quel paradigma e la sessione di registrazione. Tuttavia, asiniCon altri approcci e / o in tempi diversi potrebbe produrre risultati diversi. </li></ol> 4. Vibrotactile P300 Valutazione con 3 stimolatori <ol><li> Fai clic sul pulsante &quot;Vibrotactile 3 Tactor&quot; sul lato sinistro dello schermo e fai clic sul pulsante &quot;Valutazione&quot; in basso a destra per avviare l&#39;esecuzione della valutazione. </li><li> Ripetere il passo 2.2. Aprire il menu delle impostazioni tramite il pulsante impostazioni per confermare che si possono sentire le vibrazioni dei tattori. </li><li> Indica al soggetto che si sentirà vibrazioni sui polsi destro e sinistro e sulla caviglia destra e sentirà il comando &quot;SINISTRA&quot; o &quot;DESTRA&quot; tramite le cuffie. Chiedere al soggetto di contare gli stimoli sulla mano selezionata fino a quando compare il comando successivo o l&#39;esecuzione finita. NOTA: &quot;SINISTRO&quot; significa che il soggetto deve contare gli stimoli di vibrazione sul lato sinistro, mentre il &quot;DESTRA&quot; indica al soggetto di contare gli stimoli sul polso destro. </li&gt; <li> Inserire gli auricolari nelle orecchie del soggetto e fare clic sul pulsante di avvio. </li><li> Dopo aver completato la procedura di verifica, controllare la pagina dei risultati e la trama di precisione. Se il livello di precisione è inferiore al 40%, ripetere l&#39;esecuzione. NOTA: se la precisione del soggetto è inferiore al 40%, la comunicazione affidabile è improbabile, almeno con quel paradigma e la sessione di registrazione. Tuttavia, le valutazioni con altri approcci e / o in tempi diversi potrebbero produrre risultati diversi. </li></ol> 5. Comunicazione Vibrotactile P300 con 3 stimolatori <ol><li> Fai clic sul pulsante &quot;Vibrotactile 3 Tactor&quot; sul lato sinistro dello schermo. Fai clic sul pulsante &quot;Comunicazione&quot; in basso per avviare l&#39;esecuzione della comunicazione. </li><li> Ripetere il passo 2.2. Aprire il menu delle impostazioni tramite il pulsante Impostazioni e confermare che le vibrazioni dei tattori si possono sentire. Nel menu delle impostazioni, selezionare il classificatore con il livello di precisione più alto. Questo è di solito il classificatore con ilIl livello di precisione più alto determinato dal sistema. </li><li> Indica l&#39;argomento che sentirà vibrazioni sui polsi destro e sinistro e sulla caviglia destra. Indica al soggetto di sentire una domanda e dovrebbe rispondere a &quot;SI&quot; o &quot;NO&quot;. Per rispondere &quot;SÌ&quot;, chiedi al soggetto di contare gli stimoli sulla sinistra; Per rispondere &quot;NO&quot;, chiedere al soggetto di contare gli stimoli sulla destra. </li><li> Chiedere al paziente una domanda che potrebbe essere risolta con &quot;SI&quot; o &quot;NO&quot;. Dopo di che, clicca sul pulsante &quot;Avvia nuova domanda&quot; . NOTA: quando la sequenza è terminata, il software presenta la risposta. Può essere &quot;SÌ&quot;, &quot;NO&quot;, o nessuna risposta (se il software non è in grado di rilevare con precisione i modelli cerebrali). </li></ol> 6. valutazione MI <ol><li> Fai clic sul pulsante &quot;Immagini di motori&quot; sul lato sinistro dello schermo. Fai clic sul pulsante &quot;Valutazione&quot;In basso a destra per avviare il percorso di valutazione. </li><li> Ripetere il passo 2.2. Aprire il menu delle impostazioni tramite il pulsante Impostazioni e confermare che i comandi audio possano essere ascoltati tramite gli auricolari. </li><li> Istruite al soggetto di sentire un bip, seguito da un comando che dice &quot;SINISTRA&quot; o &quot;DESTRA&quot;. Istruite al soggetto di provare a spremere una palla con la mano sinistra dopo il comando &quot;SINISTRA&quot; e stringere una palla con la mano destra dopo il comando &quot;DESTRA&quot;. Chiedere all&#39;oggetto di smettere di immaginare la spremitura non appena il soggetto sente il comando &quot;RELAX&quot;. NOTA: In totale, 60 comandi in ordine casuale saranno riprodotti. </li><li> La durata dura 8 minuti. Fai clic sul pulsante di pausa dopo circa 4 minuti, attendi circa 1 minuto e continua l&#39;esecuzione. NOTA: La pausa è stata progettata per aiutare il soggetto a mantenere la concentrazione durante l&#39;esecuzione. </li><li> Dopo la valutazione, controllare la pagina dei risultati e la trama di precisione (figure 3 e 4). NONE: Se il livello di precisione è al di sotto del livello di significatività, ripetere l&#39;esecuzione. Se l&#39;esattezza rimane al di sotto di questo livello di significatività, la comunicazione affidabile è improbabile, almeno con quel paradigma e la sessione di registrazione. Tuttavia, le valutazioni con altri approcci e / o in tempi diversi potrebbero produrre risultati diversi. </li></ol> 7. Comunicazione MI <ol><li> Fai clic sul pulsante &quot;Immagini di motori&quot; sul lato sinistro dello schermo. Fare clic sul pulsante &quot;Comunicazione&quot; in basso a sinistra per avviare l&#39;esecuzione della comunicazione. Ripetere il passo 2.2. </li><li> Aprire il menu delle impostazioni con il pulsante di impostazione e selezionare il classificatore con la massima precisione di classificazione. </li><li> Istruite al soggetto di dire che dopo il segnale acustico può fornire una risposta alla domanda che è stata posta in precedenza. Per dire &quot;SÌ&quot;, chieda al paziente di immaginare di spremere una palla con la mano sinistra. Per dire &quot;NO&quot;, il paziente dovrebbe immaginare di spremere una palla con la destra he. </li><li> Chiedere al paziente una domanda che potrebbe essere risolta con &quot;SI&quot; o &quot;NO&quot;. Dopo di che, clicca sul pulsante &quot;Avvia nuova domanda&quot; . NOTA: quando la sequenza è terminata, il software presenta la risposta ( Figura 5 ). Può essere &quot;SÌ&quot; o &quot;NO&quot;. </li></ol>

<ol><li>Schnakers, C., Vanhaudenhuyse, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+accuracy+of+the+vegetative+and+minimally+conscious+state%3A+Clinical+consensus+versus+standardized+neurobehavioral+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neurol%22%5BJournal%5D)">Diagnostic accuracy of the vegetative and minimally conscious state: Clinical consensus versus standardized neurobehavioral assessment.</a> BMC Neurol. 9, (2009).</li>
<li>Childs, N. L., Mercer, W. N., Childs, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+diagnosis+of+persistent+vegetative+state%5BTitle%5D)+AND+%22Neurol%22%5BJournal%5D)">Accuracy of diagnosis of persistent vegetative state.</a> Neurol. 43 (8), 1465-1465 (1993).</li>
<li>Andrews, K., Murphy, L., Munday, R., Littlewood, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Misdiagnosis+of+the+vegetative+state%3A+retrospective+study+in+a+rehabilitation+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Bmj%22%5BJournal%5D)">Misdiagnosis of the vegetative state: retrospective study in a rehabilitation unit.</a> Bmj. 313 (7048), 13-16 (1996).</li>
<li>Monti, M. M., Vanhaudenhuyse, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Willful+modulation+of+brain+activity+in+disorders+of+consciousness%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Willful modulation of brain activity in disorders of consciousness.</a> New England Journal of Medicine. 362 (7), 579-589 (2010).</li>
<li>Wolpaw, J. R., Birbaumer, N., McFarland, D. J., Pfurtscheller, G., Vaughan, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain-computer+interfaces+for+communication+and+control%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Brain-computer interfaces for communication and control.</a> Clinical Neurophysiology. 113, 767-791 (2002).</li>
<li>Ortner, R., Aloise, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+a+P300+Speller+for+People+with+Motor+Impairments%3A+a+Comparison%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+EEG+and+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Accuracy of a P300 Speller for People with Motor Impairments: a Comparison.</a> Clinical EEG and Neuroscience. 42 (4), 214-218 (2011).</li>
<li>Turnip, A., Hong, K. -S. <a target="_blank" href="http://www.ijicic.org/ijicic-11-05090.pdf">Classifying mental activities from EEG-P300 signals using adaptive neural network.</a> Int. J. Innov. Comp. Inf. Control. 8 (9), 6429-6443 (2012).</li>
<li>Lugger, K., Flotzinger, D., Schlögl, A., Pregenzer, M., Pfurtscheller, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feature+extraction+for+on-line+EEG+classification+using+principal+components+and+linear+discriminants%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Biol.+Eng.+Comput%22%5BJournal%5D)">Feature extraction for on-line EEG classification using principal components and linear discriminants.</a> Med. Biol. Eng. Comput. 36 (3), 309-314 (1998).</li>
<li>Johnson, N. L., Kemp, A. W., Kotz, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJohnson%2C+NL+%22Univariate+discrete+distributions%22">Univariate discrete distributions</a>. 444, John Wiley & Sons. (2005).</li>
<li>Guger, C., Ramoser, H., Pfurtscheller, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-Time+EEG+Analysis+with+Subject-Specific+Spatial+Patterns+for+a+Brain-Computer+Interface+%28BCI%29%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Rehab.+Eng%22%5BJournal%5D)">Real-Time EEG Analysis with Subject-Specific Spatial Patterns for a Brain-Computer Interface (BCI).</a> IEEE Trans. Rehab. Eng. 8, 447-456 (2000).</li>
<li>Vidaurre, C., Blankertz, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+Cure+for+BCI+Illiteracy%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topography%22%5BJournal%5D)">Towards a Cure for BCI Illiteracy.</a> Brain Topography. 23 (2), 194-198 (2010).</li>
<li>Blankertz, B., Tomioka, R., Lemm, S., Kawanabe, M., Müller, K. -R. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/4408441/">Optimizing Spatial Filters for Robust EEG Single-Trial Analysis.</a> IEEE Signal Process. Mag. 25 (1), 41-56 (2008).</li>
<li>Ortner, R., Scharinger, J., Lechner, A., Guger, C. How many people can control a motor imagery based BCI using common spatial patterns. Proceedings of the 7th Annual International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering. , (2015).</li>
<li>Chatrian, G. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/279897784_Ten_percent_electrode_system_for_topographic_studies_of_spontaneous_and_evoked_EEG_activity">Ten percent electrode system for topographic studies of spontaneous and evoked EEG activity.</a> Am J Electroencephalogr Technol. 25, 83-92 (1985).</li>
<li>Lugo, Z. R., Rodriguez, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+vibrotactile+p300-based+brain-computer+interface+for+consciousness+detection+and+communication%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+EEG+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A vibrotactile p300-based brain-computer interface for consciousness detection and communication.</a> Clin. EEG Neurosci. 45 (1), 14-21 (2014).</li>
<li>Coyle, D., Stow, J., McCreadie, K., McElligott, J., Carroll, Á <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensorimotor+Modulation+Assessment+and+Brain-Computer+Interface+Training+in+Disorders+of+Consciousness%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Sensorimotor Modulation Assessment and Brain-Computer Interface Training in Disorders of Consciousness.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 96 (3), 62-70 (2015).</li>
<li>Kiehl, K. A., Laurens, K. R., Duty, T. L., Forster, B. B., Liddle, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+sources+involved+in+auditory+target+detection+and+novelty+processing%3A+an+event-related+fMRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Neural sources involved in auditory target detection and novelty processing: an event-related fMRI study.</a> Psychophysiology. 38 (1), 133-142 (2001).</li>
<li>Opitz, B., Mecklinger, A., Cramon, D., Kruggel, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+electrophysiological+and+hemodynamic+measures+of+the+auditory+oddball%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Combining electrophysiological and hemodynamic measures of the auditory oddball.</a> Psychophysiology. 36 (1), 142-147 (1999).</li>
<li>Min, B. -K., Marzelli, M. J., Yoo, S. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroimaging-based+approaches+in+the+brain-computer+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Neuroimaging-based approaches in the brain-computer interface.</a> Trends in Biotechnology. 28 (11), 552-560 (2010).</li>
<li>Khan, M. J., Hong, M. J., Hong, K. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decoding+of+four+movement+directions+using+hybrid+NIRS-EEG+brain-computer+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Decoding of four movement directions using hybrid NIRS-EEG brain-computer interface.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 8, (2014).</li>
<li>Naseer, N., Hong, K. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((fNIRS-based+brain-computer+interfaces%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">fNIRS-based brain-computer interfaces: a review.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 9, (2015).</li>
<li>Naseer, N., Hong, K. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Classification+of+functional+near-infrared+spectroscopy+signals+corresponding+to+the+right-+and+left-wrist+motor+imagery+for+development+of+a+brain-computer+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Classification of functional near-infrared spectroscopy signals corresponding to the right- and left-wrist motor imagery for development of a brain-computer interface.</a> Neuroscience Letters. 553, 84-89 (2013).</li>
<li>Guger, C., Edlinger, G., Harkam, W., Niedermayer, I., Pfurtscheller, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+many+people+are+able+to+operate+an+EEG-based+brain-computer+interface+%28BCI%29%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Systems+and+Rehabilitation+Engineering%2C+IEEE+Transactions+on%22%5BJournal%5D)">How many people are able to operate an EEG-based brain-computer interface (BCI)?</a> Neural Systems and Rehabilitation Engineering, IEEE Transactions on. 11 (2), 145-147 (2003).</li>
<li>Ramoser, H., Mueller-Gerking, J., Pfurtscheller, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimal+spatial+filtering+of+single+trial+EEG+during+imagined+hand+movement%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Rehabilitation+Engineering%22%5BJournal%5D)">Optimal spatial filtering of single trial EEG during imagined hand movement.</a> IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering. 8 (4), 441-446 (2000).</li>
</ol>

L'autore Christoph Guger è CEO di g.tec medical engineering GmbH, che produce gli strumenti utilizzati in questo articolo. Il co-autore Alexander Heilinger è un dipendente di g.tec medical engineering GmbH.

La ricerca precedente da numerosi gruppi ha dimostrato che alcuni pazienti DOC possono mostrare consapevolezza attraverso valutazioni basate su fMRI o EEG, anche se le valutazioni basate su comportamenti suggeriscono altrimenti. Pertanto, esiste una chiara necessità di nuovi sistemi e paradigmi che possono più accuratamente valutare la coscienza cosciente e persino fornire comunicazione. Idealmente, questi sistemi dovrebbero essere economici, portatili, robusti per il rumore nelle impostazioni del mondo reale e facili da usare (sia per il paziente che per l&#39;operatore del sistema). I protocolli e il sistema presentati qui servono due obiettivi: aiutare a valutare il livello di coscienza in persone con DOC e per stabilire un nuovo canale di comunicazione per le persone incapaci di comunicare attraverso l&#39;attività di discorso, di occhio o di altre attività che richiedono il controllo muscolare. I paradigmi all&#39;interno del protocollo sono stati progettati per testare le risposte basilari nei primi passi. Se vengono rilevate le risposte cerebrali di base attese, è possibile andare oltre e tI paradigmi più complessi, che sono il vibraattile P300 con tre tattori e il MI. Questi due paradigmi potrebbero essere utilizzati anche per creare un canale di comunicazione. La qualità del segnale EEG è fondamentale in tutti questi protocolli. A volte, i dati EEG non possono essere distinti dal rumore; Alcune esperienze nell&#39;analisi EEG sono necessarie per riconoscere e gestire dati rumorosi. I metodi di valutazione standard attuali, oltre ad essere inaffidabili, sono anche di lunga durata e richiedono un team di esperti. Pertanto, i pazienti sono spesso valutati solo una volta, anche se la consapevolezza cosciente di un paziente può fluire drammaticamente in tempi diversi. Il protocollo qui presentato potrebbe essere facilmente ripetuto più volte. I pazienti che non presentano consapevolezza consapevole potrebbero produrre risultati diversi in un&#39;altra volta. Inoltre, una singola prova di valutazione potrebbe essere eseguita prima di ogni tentativo di comunicazione per confermare che il soggetto è attualmente in uno stato cosciente. AnothLa ragione per implementare diversi paradigmi nel protocollo è perché alcune persone possono eseguire male con un paradigma ma eseguire molto bene con un altro. Allo stesso modo, le persone potrebbero preferire un paradigma perché sembra più facile per loro. Dopo aver esplorato diverse opzioni con diversi paradigmi, i pazienti potrebbero scegliere l&#39;approccio che preferiscono. Ciò è coerente con l&#39;approccio BCI &quot;ibrido&quot;, che supporta la fornitura di più opzioni di comunicazione per migliorare l&#39;efficacia della comunicazione e la soddisfazione degli utenti. I punti di precisione, in combinazione con il livello percentuale di classificazioni corrette, hanno un risultato oggettivo che riflette quanto bene l&#39;algoritmo di riconoscimento dei pattern possa discriminare i diversi stati del cervello durante i compiti. Pertanto, non è necessaria alcuna interpretazione soggettiva dei modelli cerebrali o delle risposte medie. La comunicazione vibroattile con tre tattori è stata testata su un gruppo di sei pazienti cronici bloccatiTs 15 . Hanno raggiunto una precisione media durante la comunicazione del 55,3%, e tutti erano al di sopra del livello di probabilità del 12,5%. L&#39;attività di comunicazione MI è stata testata su un gruppo di venti utenti sani 13 , con una precisione media di circa l&#39;80%. Solo una delle venti persone ha avuto una precisione di controllo sotto il livello di caso. È importante menzionare che una corsa o anche una sessione completa con scarsa precisione non dimostra definitivamente che non esiste alcuna risposta al cervello o nessuna coscienza all&#39;interno del soggetto. Significa solo che il sistema non è riuscito a individuare le risposte volontarie del cervello. Ciò potrebbe verificarsi a causa della scarsa qualità del segnale, della difficoltà di sentire o di comprendere le istruzioni di compiti o semplicemente perché una minoranza di soggetti non è in grado di produrre l&#39;attività EEG desiderata, nonostante l&#39;attività. In linea con i lavori precedenti del nostro gruppo e altri, il lavoro presentato dimostra che è consigliabile valutareIl livello di coscienza nei pazienti affetti da DOC con tecniche di imaging cerebrale. La fMRI è anche una tecnica utile per monitorare l&#39;attività cerebrale attuale del paziente. E &#39;stato dimostrato che i paradigmi eccentrici che provocano potenziali evocati, nonché motore immagini e altri compiti, possono produrre risposte emodinamiche che possono essere rilevate da fMRI 17, 18. Rispetto a fMRI, l&#39;EEG ha notevoli vantaggi: gli strumenti basati su EEG possono essere applicati a letto, senza attrezzature costose e non portatili e richiedono una notevole esperienza. Il trasporto del paziente allo scanner e il rumore acustico dello scanner possono essere sia stressanti per il paziente. Vicino alla spettroscopia a infrarossi (NIRS) è portatile e può avere una risoluzione spaziale leggermente migliore rispetto a EEG, ma ha peggiore risoluzione temporale 19 . NIRS è adatto per monitorare MI 20 , 21 , ma non per il poto evocatontials. Ad esempio, Naseer e Hong 22 hanno dimostrato un&#39;alta precisione di classificazione per MI-BCI utilizzando fNIRS. Con prove che hanno durato ogni 50 secondi, hanno raggiunto 77,35% per MI e 83% per MI a destra. Con BCI basati su EEG, Guger et al. 23 ha rilevato che circa il 20% di 99 sessioni raggiunse un&#39;accuratezza superiore all&#39;80% e un ulteriore 70% delle 99 sessioni raggiunse un&#39;accuratezza superiore al 60%. Ortner et al. Ha mostrato una precisione media di picco di circa 80% utilizzando il metodo CSP. Questo metodo richiede più elettrodi EEG rispetto a quelli utilizzati da Guger e colleghi, ma si traduce in tassi di precisione più elevati. Utilizzando il metodo CSP, Ramoser et al. 23 ha dimostrato che un aumento degli elettrodi da 18 a 56 non migliora significativamente le prestazioni; Pertanto concludiamo che il numero scelto di 16 elettrodi nel nostro metodo è sufficiente. Recentemente, Coyle et al . Usato CSP per classificare e addestrare MI in DOC patieNts 16 . Tutti e quattro i soggetti hanno dimostrato una significativa e appropriata attivazione del cervello durante la valutazione. Valutare l&#39;MI attraverso un ibrido NIRS-EEG BCI potrebbe determinare un&#39;elevata precisione di classificazione, come Khan et al. 20 hanno mostrato. Questo potrebbe essere una direzione futura promettente, anche se un ulteriore strumento di neuroimaging aumenta la complessità ei costi del dispositivo. Il protocollo qui presentato fornisce uno strumento relativamente semplice per valutare le risposte cerebrali all&#39;interno del segnale EEG dei pazienti DOC. L&#39;interpretazione di questi risultati di classificazione e l&#39;attuazione di eventuali modifiche a farmaci, terapie o altri trattamenti medici richiedono ancora esperti medici. Le direzioni future di questo metodo potrebbero essere tecniche di stimolazione più avanzate usando un maggior numero di gradi di libertà. Ad esempio, invece di offrire strumenti per dire solo &quot;SI&quot; o &quot;NO&quot;, i dispositivi futuri potrebbero consentire una maggiore possibilità di rispostaRs a una domanda. In un ulteriore passo, si potrebbero anche utilizzare risposte basate sul contesto. Ad esempio, se il paziente ha un lettore musicale in esecuzione, si potrebbe offrire la possibilità di controllare il livello sonoro o passare alla song successiva. Inoltre, il paradigma MI deve essere testato nei pazienti DOC.

La diagnosi dei pazienti in Stato Vegetativo (VS) o Minimal Conscious State (MCS) è difficile e si verificano spesso le classificazioni. Uno studio nel 2009 ha confrontato l&#39;accuratezza della diagnosi tra il consenso clinico e una valutazione neurocorsa 1 . Su 44 pazienti con diagnosi di VS basati sul consenso clinico del team medico, 18 (41%) sono stati trovati in MCS dopo una valutazione standardizzata con la Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R). Questo risultato è coerente con gli studi precedenti, che hanno dimostrato che il 37-43% dei pazienti con diagnosi di VS hanno dimostrato segni di consapevolezza 2 , 3 . Le scale di classificazione sono basate sulle osservazioni comportamentali o sulle valutazioni delle funzioni uditive, visive, verbali e motorie, nonché i livelli di comunicazione e di eccitazione. Le nuove tecnologie che potrebbero aggiungere dati sull&#39;attività del cervello sono uno strumento perfetto per superare le restrizioni imposte da behaScale di valutazione viorale. I pazienti potrebbero essere in grado di modulare le loro risposte al cervello nonostante non siano in grado di produrre le variazioni comportamentali necessarie per la scala di rating. Monti et al. 4 hanno dimostrato che la funzione funzionale di risonanza magnetica (fMRI) potrebbe rilevare cambiamenti volontari nelle risposte a livello dipendente dall&#39;ossigenazione del sangue, che sono correlate all&#39;immaginazione dei movimenti del motore o delle funzioni di immagine spaziale, in 5/54 pazienti con diagnosi di disturbo di coscienza (DOC). Quattro di essi erano stati precedentemente classificati per essere in MCS. Così, in una minoranza di casi, i pazienti che soddisfano i criteri comportamentali per uno stato vegetativo hanno funzione cognitiva residua e persino consapevolezza cosciente. I BCI basati sull&#39;elettroencefalografia (EEG) possono anche rilevare l&#39;attività cerebrale derivante dall&#39;immaginazione o dal tentativo di movimenti motori. Ci sono anche altri paradigmi BCI che possono determinare se una persona può mostrare la consapevolezza volontariamente seguendo una bolla predefinitaK. I BCI basati su EEG hanno altri vantaggi rispetto alle valutazioni basate su fMRI. Ad esempio, i sistemi EEG sono molto più economici e portatili e possono essere facilmente utilizzati al letto del paziente. I principali approcci BCI non invasivi includono i potenziali corticali lenti (SCPs), i P300s, i potenziali visivi a stato stazionario (SSVEPs) e il motore Immagini (MI). Gli SCP hanno fornito bassi tassi di trasferimento di informazioni e richiedono una formazione approfondita (vedi Wolpaw et al. ) 5 , mentre SSVEP richiedono un&#39;attenzione visiva. Entrambi gli approcci non vengono quindi utilizzati in questo protocollo. Con un speller P300, Ortner et al. 5 ha raggiunto un&#39;accuratezza del 70% per le persone con disabilità. Questo numero potrebbe eventualmente aumentare. Ad esempio, Turnip et al. 7 hanno migliorato la loro precisione di classificazione P300 utilizzando un classificatore di rete neurale adattivo. Per questo protocollo, abbiamo selezionato approcci tattili e auditivi P300 oltre al MI, perché entrambiPossono essere utilizzati senza visione e ognuno ha vantaggi unici. MI può fornire una comunicazione più veloce rispetto a un non visuale P300 BCI, mentre i BCI P300 richiedono un po &#39;di formazione. Pertanto, questo protocollo ibrido BCI può implementare un&#39;intera suite di approcci BCI basati su EEG per i pazienti DOC. Inoltre, poiché i compiti sono relativamente rapidi e facili da ripetere, diversi approcci potrebbero essere esplorati ripetutamente con ogni paziente per ridurre il numero di classificazioni non corrette dei pazienti DOC. Sono stati esplorati quattro diversi approcci BCI: (i) auditivo P300, (ii) vibrometile P300 con due stimolatori, (iii) vibraattile P300 con tre stimolatori e (iv) MI. L&#39;approccio P300 uditivo del paradigma utilizza un paradigma auditorio oddball, in cui stimoli devianti (1.000 Hz bip) vengono distribuiti in modo casuale in un treno di stimoli standard più probabili (500 Hz bip). Nel paradigma ii, gli stimoli vengono consegnati tramite stimolatori vibroattili thSono posizionati sui polsi destro e sinistro. Il tattore sul polso sinistro fornisce gli stimoli standard e il tattore sul polso destro fornisce gli stimoli devianti (bersaglio). Per il paradigma iii, uno stimolatore aggiuntivo viene posto sulla caviglia destra del soggetto, o in un&#39;altra posizione, come la metà della schiena. Questo stimolatore fornisce un treno di stimoli standard, mentre i due stimolatori sul polso sinistro e destro forniscono entrambi stimoli devianti. Per valutare la coscienza con i due paradigmi vibroattili, il soggetto viene detto attraverso gli auricolari per contare in modo silenzioso ogni stimolo ad un polso ignorando altri stimoli. Un meccanismo casuale decide se scegliere il polso sinistro o destro, e ogni corsa ha quattro serie di 30 prove ciascuna, con una nuova mano di destinazione per ogni prova. Per i paradigmi i, ii e iii vengono eseguiti i seguenti processi di segnale: sono stati acquisiti otto canali EEG usando una frequenza di campionamento di 256 Hz. La probabilità di uno stimolo deviante è di 1/8; HENCE, ci saranno sette stimoli standard per ogni stimolo deviante. Ogni corsa ha 480 stimoli totali. Una corsa di paradigma mi prende 7 minuti 20 s, mentre ogni corsa di paradigmi ii e iii dura 2 min 30 s. Se il paziente tiene in silenzio ogni stimolo deviante, questi stimoli generano diversi potenziali correlati all&#39;evento (ERPs), compreso il P300, un picco positivo di circa 300 ms dopo l&#39;innesco dello stimolo. Ogni bip dura 100 ms. Per ogni prova dello stimolo, una finestra di 100 ms prima e 600 ms dopo il segnale acustico viene memorizzata per l&#39;elaborazione del segnale. I dati vengono poi scesi in base a un fattore di 12, risultando in 12 campioni per l&#39;intervallo post-stimolo di 60 ms. Infine, tutte le funzionalità del canale di tempo del campione vengono inserite in un&#39;analisi lineare discriminante 8 , con conseguente funzionalità di 12 x 8 = 96. Per calcolare la trama di precisione ( Figura 1 e 2 ), la seguente procedura viene ripetuta dieci volte e i risultati vengono mediati in una singola trama. Le prove devianti e standardSono assegnati in modo casuale in due piscine di uguale dimensione. Una piscina viene utilizzata per formare un classificatore e l&#39;altra piscina viene utilizzata per testare il classificatore. Il classificatore viene testato su un numero crescente di stimoli mediati dalla piscina di prova. In un primo momento, viene testato su un unico deviante e sette stimoli standard. Se il classificatore ha rilevato correttamente lo stimolo deviante, l&#39;esattezza risultante è del 100% ed è altrimenti 0%. Lo stesso avviene per 2 stimoli devianti medi e 14 stimoli standard medi, per 3 stimoli devianti e 21 stimoli standard, e così via fino a quando non viene utilizzato il pool di test completo. Questo produce una trama di 30 valori singoli (per 30 stimoli devianti nel pool di prova), ognuno dei quali 100% o 0%. La media di 10 singole trame comporta valori compresi tra 0 e 100%. Aumentando il numero di stimoli mediatici aumenterà l&#39;accuratezza se il soggetto può seguire l&#39;attività, poiché la media degli stimoli riduce il rumore casuale nei dati. Una precisione significativamente al di là del livello di chance (12.5%) dimostra che una risposta P300 può essere generata nel soggetto e che una risposta nel cervello del soggetto è apparso. I parametri i e ii possono essere utilizzati solo per valutare la coscienza. Se l&#39;accuratezza raggiunta durante la valutazione è superiore al 40%, si può continuare ad utilizzare la comunicazione del paradigma iii o iv. Nel compito di comunicazione del paradigma iii, il soggetto sceglie di concentrarsi sugli stimoli sul lato sinistro se vuole rispondere &quot;SÌ&quot; o sul lato destro per rispondere &quot;NO&quot;. Il classificatore rileva quale mano l&#39;utente stava concentrando e presenta la risposta. Il paradigma iv registra 120 prove, ognuna delle quali dura 8 s, separata da 1 s interruzioni. Questo risultato in 10 sx 120 = 18 minuti di sessione complessiva. Paradigm iv utilizza 16 canali EEG distribuiti sulla corteccia sensomotore. La frequenza di campionamento è di 256 Hz. Ogni prova inizia con una segnalazione, presentata tramite auricolari, che insegna il soggettoImmaginare di spostare la mano sinistra o destra. La sequenza di istruzioni di sinistra e di destra è randomizzata. Per la pre-elaborazione del segnale, viene utilizzato il metodo di Common Spatial Patterns (CSP) 10 , 12 , 13 . Questo metodo produce un insieme di filtri spaziali progettati per ridurre al minimo la varianza di una classe mentre massimizza la varianza dell&#39;altra classe. Ciò comporta quattro caratteristiche, che sono classificate dall&#39;analisi lineare discriminante 8 . L&#39;intera procedura di classificazione è descritta in dettaglio in una recente pubblicazione, che mostra una grande precisione di classificazione media dell&#39;80,7% dopo solo 60 minuti di allenamento in utenti sani 13 . Il calcolo dell&#39;esattezza avviene tramite la convalida incrociata. Ciò si riferisce alla partizione di un campione di dati in sottoinsiemi complementari, eseguendo l&#39;analisi su un sottoinsieme (pool di formazione) e convalidando l&#39;analisi sull&#39;altro sottoinsieme (tesTing pool). Prima della separazione dei dati nelle piscine, le prove contenenti artefatti vengono rifiutate. Un trial è considerato contenere artefatti se il valore assoluto dell&#39;ampiezza supera 100 μV in qualsiasi momento durante il processo. L&#39;accuratezza viene calcolata per tutti i movimenti nel pool di prova entro un tempo di 1,5 s dopo l&#39;avvertimento del segnale acustico fino alla fine della prova, a passi di 0,5 s. Per ogni passaggio e ogni prova, il risultato della classificazione è 100 o 0%. Le accuratezza di tutte le prove del pool di test vengono quindi calcolate per ogni singolo passaggio, con conseguente livelli di precisione che vanno dal 0% al 100%. Infine, nella trama di precisione viene mostrata la media di dieci ripetizioni dei risultati di conferma della croce. Esempi sono riportati nelle figure 3 e 4 . Le tracce sono separate per il movimento dell&#39;immagine nella mano sinistra (giallo), destra (blu) e tutti i movimenti insieme (verde). La linea orizzontale in magenta rappresenta il limite di confidenza, che dipendeDs sul numero di prove utilizzate per l&#39;analisi. Questo è il numero di prove totali meno il numero di prove rifiutate. Esso mostra l&#39;intervallo di confidenza del 95% utilizzando il metodo Clopper Pearson 9 . Un livello di precisione rispetto a quella linea indica che il risultato è statisticamente significativo (alfa &lt;0,05).

<table><tbody><tr><td>g.USBamp</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Amplificatore di biosegnale</td></tr><tr><td>Alimentatore</td><td>GlobTek Inc.</td><td>1</td><td>Alimentazione di rete medicale per il cavo USB g.USBamp</td></tr><tr><td></td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Collega il g.USBamp al computer</td></tr><tr><td>Elettrodi EEG gSCARABEO</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>16</td><td>Elettrodi EEG attivi</td></tr><tr><td>Elettrodo EEG gSCARABEOgnd</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>elettrodo di terra passivo Elettrodo</td></tr><tr><td>EEG g.GAMMAearclip</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>elettrodo di riferimento attivo</td></tr><tr><td>g.GAMMAbox</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Collega l'amplificatore agli elettrodi EEG</td></tr><tr><td>g.Connettore USBampGAMMA</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Collega il g.GAMMAbox al cappuccio EEG g.USBamp</td></tr><tr><td></td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Per posizionare gli elettrodi</td></tr><tr><td>Computer</td><td>Hewlett-Packard</td><td>1</td><td>Per eseguire il software. In alternativa si possono utilizzare computer di altri produttori.</td></tr><tr><td>g.VIBROstim</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>3</td><td>Tastatori per la stimolazione sensoriale</td></tr><tr><td>Scatola adattatore trigger audio</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Per suddividere il segnale audio in comandi audio per le cuffie e segnali di trigger. Questa scatola si collega all'amplificatore.</td></tr><tr><td>Braccialetto antistatico</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Per sopprimere il rumore nell'EEG</td></tr><tr><td>Cavo di innesco</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Per collegare la scatola dell'adattatore del trigger audio e la g.STIMbox al g.USBamp</td></tr><tr><td>Cavo del connettore audio</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Cavo audio per collegare la scatola dell'adattatore del trigger audio al computer</td></tr><tr><td>Hardlock</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td><td>1</td><td>Per eseguire il software</td></tr><tr><td>SE215-K</td><td>Shure Europe GmbH</td><td>1</td><td>Auricolari con soppressione del rumore. In alternativa potrebbero essere utilizzati altri auricolari.</td></tr><tr><td>g.STIMbox,</td><td>g.tec medical engineering GmbH</td>, <td>1</td><td>scatola driver per stimolatori tattili,</td></tr><tr><td>software mindBEAGLE</td>, <td>g.tec medical engineering GmbH,</td><td>1</td><td>pacchetto software</td></tr><tr><td>, g.GAMMAgel</td><td>, g.tec medical engineering GmbH,</td><td>1</td><td>elettrodo conduttivo in gel</td></tr></tbody></table>

valutazione e comunicazione per le persone con disturbi della coscienza

Assessment and Communication for People with Disorders of Consciousness

In questo esperimento, abbiamo dimostrato una serie di paradigmi basati su BCI (Brain-Computer Interface), progettati per due applicazioni: valutare il livello di coscienza di persone in grado di fornire risposta al motore e, in una seconda fase, di creare un canale di comunicazione Per queste persone che consente loro di rispondere alle domande con &#39;sì&#39; o &#39;no&#39;. La suite di paradigmi è progettata per testare le risposte di base nel primo passo e per continuare a compiti più completi se i primi test sono riusciti. Questi ultimi comportano funzioni più cognitive, ma potrebbero fornire comunicazione, che non è possibile con i test di base. Tutti i test di valutazione producono diagrammi di precisione che mostrano se gli algoritmi sono stati in grado di rilevare la risposta del cervello del paziente alle attività specifiche. Se il livello di precisione è al di là del livello di significatività, supponiamo che l&#39;oggetto abbia compreso l&#39;operazione e sia stato in grado di seguire la sequenza di comandi pRisentì tramite gli auricolari al soggetto. I compiti richiedono agli utenti di concentrarsi su determinati stimoli o di immaginare di spostare la mano sinistra o destra. Tutte le attività sono progettate attorno all&#39;ipotesi che l&#39;utente non sia in grado di utilizzare la modalità visiva, e quindi tutti gli stimoli presentati all&#39;utente (incluse le istruzioni, i segnali e le risposte) sono uditivi o tattili.

Le figure 1 e 2 mostrano i risultati di due corse di valutazione P300 (paradigmi i, ii e iii). Nella figura 1, l'accuratezza raggiunge il 100%; Quindi, il cervello del soggetto ha chiaramente indicato il completamento di un lavoro di successo. Nella figura 2, l'accuratezza fluttua intorno al livello di probabilità del 12,5%. Non è stata rilevata alcuna risposta affettiva affidabile al compito. Quando la precisione è scarsa, si consiglia di verificare due volte la qualità del segnale EEG su tutti gli elettrodi e connettori. Un risultato con un livello di precisione del 12,5% sarebbe anche visto se uno non acquisisce EEG ma semplicemente il rumore bianco. Se il livello di precisione aumenta con il numero di prove, ma non supera il 40%, è stata trovata solo una debole risposta cerebrale. In questo caso, si consiglia di indagare gli artefatti nel segnale utilizzando l'ambito di dati raw. Raccomandiamo inoltre di ripetere la procedura in un altro giorno, in un'altra volta. Il paziente potrebbe esserePiù sensibili ad un'altra volta e generano risultati migliori. Le figure 3 e 4 mostrano risultati rappresentativi del paradigma iv. Il livello di significatività è contrassegnato dalla linea magenta-colorata. La linea verticale rossa segna il tempo dell'avvio del comando. Prima che compare il comando (linea verticale rossa), l'accuratezza è di circa il 50% per entrambe le trame. A questo punto, il paziente non sa se il comando sarà "SINISTRA" o "DESTRA" e quindi non può eseguire l'immaginazione corretta del motore. Nella figura 3 , la precisione aumenta dopo la presentazione del comando a oltre il 90%. Ciò significa che la persona era cosciente, perché era in grado di seguire i comandi randomizzati. Nella figura 4, l'accuratezza di classificazione fluttua intorno al 50%. Ciò significa che il sistema non è stato in grado di rilevare MI a seguito dei comandi presentati. I paradigmi MI possono essere impegnativi in ​​BCI rPoiché non tutti gli utenti sono in grado di controllare un MI BCI senza formazione, e una minoranza non può raggiungere il controllo anche con la formazione 11 . Pertanto, in questo caso, la cattiva precisione potrebbe significare semplicemente che il paziente non è in grado di controllare il BCI tramite MI, almeno senza addestramento. Inoltre, si consiglia di verificare la qualità del segnale dopo un cattivo risultato, come descritto in precedenza. La Figura 5 mostra il risultato di una corsa di comunicazione che potrebbe essere fatta con i paradigmi iii e iv. L'obiettivo contrassegna la risposta rilevata, che è "YES" in questo esempio. Se la risposta è stata no, l'obiettivo si sposta a "NO". Se il sistema non è stato in grado di rilevare una risposta, l'obiettivo rimarrà al centro delle due possibili risposte. Se l'obiettivo rimane al centro delle risposte, potrebbe essere stato scelto un classificatore non valido. Si consiglia di provare un altro classificatore nella finestra di impostazione. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page='"1"&gt;' una lunga sessione potrebbe aver esaurito il paziente. per ottenere migliori risultati con la comunicazione essere preferibile ridurre al minimo le valutazioni e procedere pi rapidamente possibile nei passaggi descritti comunicazione. ci sarebbe tattile mi.><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53639/53639fig1.jpg"> Figura 1. Plot di precisione per i paradigmi i, ii, &amp; iii. Una buona prestazione produce un'accuratezza, raggiungendo il 100%. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53639/53639fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/53639/53639fig2.jpg"> Figura 2. Un altro punto di precisione per i paradigmi i, ii e iii. Questa volta, nessun reggiseno In risposta potrebbe essere rilevata dal sistema. Quindi, l'accuratezza fluttua intorno al livello di probabilità del 12,5%. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53639/53639fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53639/53639fig3.jpg"> Figura 3. Plot di precisione per il paradigma iv (MI). L'esattezza raggiunge più del 90% in questo esempio. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53639/53639fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53639/53639fig4.jpg"> Figura 4. Plot di precisione per il paradigma iv (MI). Nessuna risposta al cervello potrebbe essere rilevata dal sistema. Quindi, l'accuratezza fluttua intorno al livello di probabilità del 50%.Ttp: //ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53639/53639fig4large.jpg "target =" _ blank "&gt; Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/53639/53639fig5.jpg"> Figura 5. Risultato di un'attività di comunicazione. L'obiettivo contrassegna la risposta rilevata, "SI". <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53639/53639fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Con questo esperimento, si potrebbe essere in grado di rilevare la coscienza in persone con disturbi della coscienza. Inoltre, l'approccio può creare un semplice canale di comunicazione che consente alle persone di dare semplici risposte SÌ/NO alle domande.

Valutazione e comunicazione per le persone con disturbi della coscienza

In this experiment, we demonstrate a suite of hybrid Brain-Computer Interface (BCI)-based paradigms that are designed for two applications: assessing the ...

L'obiettivo generale di questo sistema è quello di rilevare la coscienza nelle persone con disturbi della coscienza e di creare un semplice canale di comunicazione che consenta alle persone di dare risposte sì e no alle domande. Il vantaggio principale del sistema è che è efficace anche per i pazienti senza alcuna risposta motoria. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave in ambito medico, come ad esempio se i pazienti con disturbi della coscienza sono consapevoli di se stessi e del mondo esterno.Questa tecnologia può essere utilizzata per i pazienti con disturbi della coscienza, ma recentemente abbiamo persino stabilito la comunicazione per i pazienti completamente bloccati. Inizia collegando l'amplificatore al computer software con un cavo USB. Collegare il dongle hardware e accendere l'amplificatore.Utilizzare un cavo USB per collegare la scatola del driver a uno slot libero sul computer. Quindi collegare i connettori etichettati out five, out six e out seven rispettivamente all'out cinque, sei e sette della scatola del driver. Collegare il connettore con etichetta D I/O-1 alla presa DIG I/O-1.Quindi, collegare i tre tattori all'uscita uno, all'uscita due e all'uscita tre della scatola del driver e collegare il connettore trigonometrico alla presa di uscita trigonometrica della scatola dell'adattatore del trigger audio. Metti il cinturino antistatico sul polso del soggetto e collegalo a una presa di corrente libera. Quindi prendi il rubinetto adesivo e fissa il tacco sul polso sinistro, un altro sul polso destro e un terzo sulla caviglia destra.Collegare un lato di un cavo maschio del connettore audio maschio all'uscita audio del computer e l'altro alla presa della scatola dell'adattatore del trigger audio etichettata come ingresso. Accendi la scatola dell'adattatore del trigger audio e controlla se il LED di stato della batteria è verde. Quindi, avvia il software e osserva una finestra chiamata Aggiungi medico.Digita il titolo, il nome, l'istituzione e il dipartimento nei campi vuoti. Fare clic su aggiungi per aprire un'altra finestra. Quindi inserisci il nome del paziente, la città, il paese, la data di nascita e la data di check-in nella finestra.Quindi fare clic sul pulsante più verde sotto la freccia blu nella sezione in basso a destra del programma. Inserisci il testo, prima prova nel campo del nome e familiarizza con il software nel campo dei dettagli vuoto. Infine fare clic sul pulsante Seleziona questo paziente.Innanzitutto, posizionare correttamente un cappuccio dell'elettrodo sulla testa del soggetto. Quindi utilizzare un metro a nastro per misurare la distanza tra la nasion e l'inion e la distanza tra i punti preauricolari sinistro e destro. Assicurarsi che l'elettrodo nella posizione del vertice, CZ, si trovi nel punto medio di queste due distanze.Utilizzare il gel per elettrodi per collegare 16 canali elettroencefalografici o EEG alla testa del soggetto, secondo il sistema internazionale 10-20 esteso. Posizionare un elettrodo di riferimento sul lobo dell'orecchio destro e un elettrodo di terra sulla fronte. Collegare gli elettrodi alla scatola di connessione degli elettrodi.Quindi collegare la scatola di connessione dell'elettrodo all'amplificatore del biosegnale e assicurarsi che l'amplificatore e la scatola di connessione siano accesi. Successivamente, sul computer, fare clic sul pulsante Tattore Vibrotactile 3 sul lato sinistro dello schermo. Quindi fare clic sul pulsante di valutazione in basso a destra per avviare l'esecuzione della valutazione.Controllare la qualità del segnale dell'EEG. Aprire il menu delle impostazioni tramite il pulsante delle impostazioni per verificare che le vibrazioni dei tatti possano essere percepite. Quindi istruisci il soggetto che sentirà vibrazioni sui polsi sinistro e destro, sulla caviglia destra, oltre a sentire il comando sinistro o destro tramite le cuffie.Chiedi al soggetto di raccogliere gli stimoli sulla mano selezionata fino a quando non appare il comando successivo o la corsa è finita. Posiziona gli auricolari nelle orecchie del soggetto e fai clic sul pulsante di avvio. Dopo aver terminato l'esecuzione della valutazione, controllare la pagina dei risultati e il grafico di accuratezza.Quindi fare clic sul pulsante del tattore Vibrotactile 3 sul lato sinistro dello schermo. Fare clic sul pulsante di comunicazione in basso per avviare la comunicazione. Ancora una volta, controlla la qualità del segnale dell'EEG.Aprire il menu delle impostazioni tramite il pulsante delle impostazioni e verificare che le vibrazioni dei tattori possano essere percepite. Selezionare quindi il classificatore con il livello di accuratezza più alto calcolato. Per questa corsa, istruisci il soggetto che sentirà vibrazioni a sinistra e scrivi polsi e caviglia destra.Istruisci il soggetto che ascolterà una domanda e dovrebbe rispondere sì o no. Per rispondere sì, chiedi al soggetto di contare gli stimoli sulla mano sinistra. Per rispondere di no, chiedi al soggetto di contare gli stimoli sulla mano destra.Infine, poni al paziente una domanda a cui si potrebbe rispondere con un sì o un no. Successivamente, fai clic sul pulsante Inizia nuova domanda. Guarda l'obiettivo che si muove verso la risposta sì.Si noti che l'accuratezza aumenta dopo la presentazione del comando a oltre il 90%, il che significa che l'individuo era consapevolmente consapevole, perché era in grado di seguire i comandi randomizzati. D'altra parte, questi risultati mostrano che l'accuratezza della classificazione oscilla intorno al 12,5%Ciò significa che il sistema non è stato in grado di rilevare una risposta cerebrale seguendo i comandi e gli stimoli presentati. Una volta che le persone sono state addestrate all'uso del sistema, possono eseguire la valutazione entro soli 20 minuti.Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare che il paziente può aspettarsi fluttuazioni di coscienza, quindi se un test rivela la consapevolezza della coscienza, il test potrebbe produrre risultati diversi. Seguendo questa procedura, possono essere eseguiti altri metodi, come un'ulteriore valutazione EEG per rispondere a domande come la riabilitazione potrebbe aiutare a migliorare le sue condizioni. Dopo il suo sviluppo, la tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nei campi della medicina, delle neuroscienze e dell'ingegneria per esplorare la valutazione della coscienza nei pazienti con disturbi della coscienza.Dopo aver visto il video, dovresti avere una buona idea di come fare la valutazione delle funzioni cognitive e di come stabilire la comunicazione con il sistema. L'approccio non è pericoloso. Richiede solo di posizionare una cuffia EEG sulla testa.Non richiede tracce aggiuntive o procedure dolorose.

assessment-communication-for-people-with-disorders

Research

Ricerca

JoVE Journal

Neuroscience

Neuroscienze

Questo documento illustra un approccio innovativo visivo (photovoice o foto-elicitazione) per ottenere un processo equo a cure cliniche per i pazienti che vivono con malattie croniche, illuminare le lacune nelle conoscenze cliniche, meglio stringere relazioni terapeutiche, e identificare gli obiettivi centrati sul paziente e le possibilità di guarigione .

Utilizzo dei metodi visivi e narrativi a Raggiungere processo equo in Clinical Care

Il presente protocollo mira a valutare le funzioni cognitivo-emotive nei gangli della base mediante la registrazione neurofisiologica simultanea dei potenziali di campo locale e dell'attività corticale cerebrale (EEG) non invasiva. La procedura è esemplificata dall'uso di paradigmi che coinvolgono stimoli vocali con connotazione emotiva o il compito Flanker che coinvolge il controllo cognitivo.

Invasiva sottocorticali e superficie non invasiva neurofisiologiche registrazioni per la valutazione delle cognitivo ed emotivo funzioni combinate negli esseri umani

Un metodo di registrazione monitoraggio segnali in pazienti con lesioni cerebrali gravi utilizzando un comodino di multimodality, burr singolo foro tecnica è descritta.

Un approccio di foro singolo, comodino Burr al Multimodality monitoraggio nel trauma cranico severo

Il lavoro attuale propone un protocollo di valutazione multimodale incentrato sulla metacognitiva, l'autoregolamentazione dell'apprendimento e i processi emotivi, che costituiscono la base delle difficoltà negli adulti con LD.

Protocollo multimodale per la valutazione della metacognizione e dell'autoregolamentazione negli adulti con difficoltà di apprendimento

Queste linee guida possono essere utilizzate per la somministrazione della valutazione semplificata dei disturbi della consciousness (SECOND), un breve strumento comportamentale sviluppato per diagnosticare i pazienti feriti dal cervello in contesti con vincoli di tempo. Questa scala esamina il seguito dei comandi, la comunicazione, la ricerca visiva, la fissazione, la localizzazione del dolore, i movimenti orientati e l'eccitazione.

Linee guida per la somministrazione dei SECOND: uno strumento veloce per valutare la coscienza nei pazienti feriti dal cervello

Le scale di valutazione clinica non sono abbastanza sensibili alla disfunzione cognitiva nei pazienti con ictus ad alto funzionamento. Il paradigma dual-task presenta vantaggi e potenzialità nella valutazione e nell'allenamento cognitivo della disfunzione cognitiva. Lo studio qui propone un paradigma Stroop a doppio compito per identificare la disfunzione cognitiva nei pazienti con ictus ad alto funzionamento.

Paradigma Stroop dual-task per rilevare deficit cognitivi in pazienti con ictus ad alto funzionamento

Questo protocollo mira a fornire nuove informazioni metodologiche sulla neurostimolazione non invasiva, in particolare sulla stimolazione transauricolare del nervo vago (taVNS), in pazienti con disturbi della coscienza. Inoltre, viene proposto un protocollo di analisi clinica ed elettroencefalografica per valutare l'efficacia del trattamento in questa coorte, insieme alla discussione di considerazioni etiche pertinenti.

Stimolazione transauricolare del nervo vago e valutazione elettroencefalografica nei disturbi della coscienza

FRAP è stato utilizzato per quantificare la mobilità di Green Fluorescence Protein (GFP)-tagged proteine ​​in cellule in coltura. Abbiamo esaminato le frazioni mobile / immobile della GFP, analizzando la percentuale di recupero di fluorescenza dopo photobleaching. In questo studio, FRAP è stato effettuato a dorso di neuroni dell'ippocampo.

Recupero della fluorescenza dopo photobleaching (FRAP) di fluorescenza proteine ​​Tagged in spine dendritiche di colture di neuroni ippocampali

Cellule ciliate Mechanosensory sono le cellule recettori dell'orecchio interno. Il più...

Dissezione di utricolo topo adulto e adenovirus-mediata non protagonista infezione delle cellule

Descriviamo una tecnica semplice ea basso costo per introdurre alta concentrazione di coloranti fluorescenti e calcio-sensibili in neuroni o qualsiasi tratto neuronale mediante una pipetta di aspirazione polietilene.

Caricamento in corso retrogrado di Nervi, tratti e radici spinali con le tinture fluorescenti

Impara a rilevare la coscienza nei pazienti con disturbi della coscienza e a stabilire un canale di comunicazione sì/no tramite EEG e stimoli vibrotattili. Questo metodo non invasivo aiuta a valutare l'awareness anche senza risposta motoria.

Valutazione e comunicazione per le persone con disturbi della coscienza

Esplora altri video