Een gesloten-lus ta-VNS-systeem gesynchroniseerd met BCI-gebaseerde motortraining voor revalidatie van bovenste ledematen na een beroerte

Summary

Deze studie demonstreert een gestandaardiseerd protocol voor een gesloten-lus ta-VNS-systeem dat gesynchroniseerd is met BCI-gebaseerde motorische training. Bovendien vergelijkt het de effectiviteit van het gesloten-loop ta-VNS-systeem, gesynchroniseerd met BCI-gebaseerde motorische training, met die van sham ta-VNS, wat belangrijk bewijs levert voor de klinische toepassing ervan in beroerte-revalidatie.

Abstract

Transcutane auriculaire vaguszenuwstimulatie (ta-VNS) houdt in dat elektrische stimulatie via elektroden op de auriculaire concha wordt toegepast. Dit activeert vagale afferente vezels, waardoor een opstijgend pad van de rand naar de hersenstam wordt gestart, wat uiteindelijk centrale vagale projecties stimuleert en neurale plasticiteit bevordert. Eerdere studies hebben aangetoond dat het combineren van ta-VNS met motorische training synergetische voordelen biedt voor het motorische herstel na een beroerte. Deze gecombineerde benaderingen maken echter doorgaans gebruik van open-lus stimulatie met vaste parameters, zonder realtime gesloten-lus respons op dynamische neurale activiteit. Om deze beperking aan te pakken, ontwikkelden we een nieuw gesloten-lus ta-VNS-systeem dat gesynchroniseerd is met elektro-encefalografie (EEG)-getriggerde hersen-computerinterface (BCI) motortraining. Dit systeem is ontworpen om de koppeling van corticospinale functies te verbeteren en synaptische plasticiteit te bevorderen. We hebben een gestandaardiseerd protocol opgesteld voor het toepassen van dit gesloten-lus ta-VNS-systeem, gesynchroniseerd met BCI-gebaseerde motorische training bij beroertepatiënten. Met behulp van EEG-gebaseerde functionele beoordeling vergeleken we de effecten van het gesloten-loop ta-VNS-systeem gesynchroniseerd met BCI-gebaseerde motorische training met die van sham ta-VNS gesynchroniseerd met BCI-gebaseerde motorische training. Dit werk biedt de methodologische en theoretische basis voor de klinische toepassing van deze benadering bij beroerte-revalidatie.

Introduction

Transcutane auriculaire vaguszenuwstimulatie (ta-VNS) is een niet-invasieve neuromodulatietechniek die wordt gebruikt om motorische^stoornissen na een beroerte te verlichten. Deze methode houdt in dat de auriculaire concha wordt gestimuleerd met elektroden om de auriculaire tak van de nervus vagus te activeren. Dergelijke stimulatie start het nucleus tractus solitarius (NTS)-locus coeruleus (LC) pad², dat opstijgt naar centrale vagale projecties in de motorische cortex, frontale kwab, thalamus en cerebellum. Dit proces verbetert de neurale plasticiteit en netwerkreorganisatie

Protocol

De studie werd goedgekeurd door de Medical Ethics Association van het Zevende Geaffilieerde Ziekenhuis van de Sun Yat-sen Universiteit (Shenzhen, China) (goedkeuringsnummer: KY-2025-318-01) op 30 april 2025. De studie werd op 16 juni 2025 geregistreerd in het Chinese Register voor klinische onderzoeken (registratienummer: ChiCTR2500104317). De proefpersoon heeft het informed consent-formulier ondertekend.

1. Werving

1. Inclusiecriteria
   1. Werf proefpersonen met een beroertediagnose die voldoet aan de criteria (waaronder hersenbloeding en infarct) vastgesteld door de Vierde N....

Results

Een 37-jarige mannelijke patiënt met een beroerte onderging achtereenvolgens twee interventies: een gesloten-lus ta-VNS-systeem gesynchroniseerd met BCI-gebaseerde motorische training, en een schijn-ta-VNS-systeem gesynchroniseerd met BCI-gebaseerde motortraining. Basiskenmerken worden weergegeven in Tabel 1. Systeeminterventieparameters worden weergegeven in Tabel 2.

Voor de beroertepatiënt werd het aantal succesvolle motoris.......

Discussion

Eerder onderzoek bevestigt dat het synchroniseren van ta-VNS met traditionele motorische training de therapeutische effectiviteit voor het herstel na een beroerte optimaliseert, waarschijnlijk door precieze neuromodulatie die de neurale reorganisatie verbetert ^8,14. Voortbouwend op dit bewijs hebben we een gestandaardiseerd experimenteel protocol opgesteld en EEG-biomarkers gebruikt om activatiepatronen van de sensorimotorische c.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alcohol pads	Steady Medical Group Co., Ltd.		Skin disinfection
Electrolyte bottle	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.		Capacity: 150 mL, used for storing electrolyte solution
Fugl-Meyer Assessment of Upper Extremity Motor Function	The standardized assessment developed by Swedish scholar Fugl-Meyer	FMA-UE	It is mainly used for clinical assessment of the reflex activities, motor control and muscle strength of the upper limbs of stroke patients.
Hand function rehabilitation training and evaluation system	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.	ZhenTec-H1	The training system controlled the rehabilitation training gloves in a pneumatic way, and helped the patients gradually realize the rehabilitation training through multi-mode training Rehabilitation training for hand muscles. The training is highly interesting, highly immersive, and has an evaluation function, which can evaluate the hand function of patients Recovery status.
Heart rate monitors	Shenzhen Huiying Electronic Technology Co., Ltd.	HY-HRV-001	Monitor heart rate
Lingke cotton	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.		Used to absorb salt water and transmit signals
Mini-Mental State Examination	The standardized assessment developed by Marshal F. Folstein et al.	MMSE	Rapid screening of adult cognitive impairment
Pure water	China Resources Tianbo Beverage (China) Co., Ltd.	Yibao Purified Water	150 mL is used for preparing the electrolyte solution
Saline electrode wireless multi-channel EEG acquisition and analysis system	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.	ZhenTec-NT1-G	The EEG acquisition equipment was a 32-lead saline electrode wireless multi-channel EEG acquisition and analysis system. According to the international 10-10 system, there were 30 acquisition electrodes and 2 ophthalmic electrodes. The input impedance of the device was 1 GΩ, the input noise was less than 0.4 μV, and the common mode rejection ratio was -120 dB. The electrode wear impedance was below 5 kΩ, and the EEG sampling rate was 500Hz.
Sodium chloride	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.		4.5 g, used for preparing the electrolyte solution
Transcutaneous auricular vagus nerve stimulator	Shenzhen Huiying Electronic Technology Co., Ltd.	HY-TVNS-001	The product is mainly composed of non-invasive vagus nerve stimulator host, non-invasive vagus nerve stimulator surface electrode, charging cable. The electrodes of the stimulator can be controlled by software, and the stimulation parameters include frequency, pulse width, time, mode, etc.
Wetting bottle	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.		Capacity: 250 mL, used for soaking lint cotton