Interfejs człowiek-maszyna integrujący niedrogie czujniki z systemem stymulacji elektrycznej nerwowo-mięśniowej do rehabilitacji równowagi po udarze

Ogólnym celem tej procedury jest zastosowanie technologii czujników w grach wideo w kierunku taniego interfejsu człowiek-maszyna do rehabilitacji równowagi. Osiąga się to poprzez uprzednie skonfigurowanie mobilnego sprzętu do obrazowania mózgu, ciała lub MoBI oraz oprogramowania. Drugim krokiem jest umieszczenie czujników MoBI na ciele w celu przechwycenia danych fizjologicznych.

Następnie urządzenie do śledzenia ruchu gałek ocznych służy do oceny ruchów gałek ocznych po udarze. Śledzenie ruchu gałek ocznych pokaże, że wskaźniki związane ze spojrzeniem mogą pomóc w określeniu deficytów okoruchowych po udarze, co może być istotne przy planowaniu terapii równowagi wzrokowo-ruchowej. Następnie kalibrowane są czujniki do elektrycznej stymulacji nerwowo-mięśniowej (NMES), wspomagane w terapii równowagi wzrokowo-ruchowej, w ramach MoBI.

Ostatnim krokiem jest zebranie danych z wielu sensorów z tanich czujników podczas terapii równowagi wzrokowo-ruchowej. Rozszerzamy tę technologię na naszą domową rehabilitację dla pacjentów po udarze, którzy cierpią z powodu utraty równowagi. Nasz system obejmuje spektrum oparte na spojrzeniu, prognostyczne podwójne i jedno spojrzenie jako ważny składnik terapii równowagi wzrokowo-ruchowej.

Ta technologia zmiany paradygmatu pokazuje, w jaki sposób układ wzrokowy, układ motoryczny i systemy równowagi idą razem po udarze i próbuje je zrehabilitować poprzez trening. Zasadniczo technika ta może być stosowana w innych stanach, takich jak zaburzenia ze spektrum autyzmu, parkinsonizm, urazowe uszkodzenie mózgu, a także zaburzenia psychomotoryczne spowodowane depresją. Wszyscy mogą być rehabilitowani w tym systemie treningowym.

Zacznij od uzyskania ekranu projekcyjnego, aby wyświetlić wizualne informacje zwrotne z biografii. Dostosuj wysokość tak, aby środek ekranu znajdował się na poziomie oczu fotografowanej osoby. Następnie umieść czujnik napisów ruchu przed ekranem projekcyjnym i skieruj go na głośność przechwytywania ruchu.

Upewnij się, że głośność przechwytywania ruchu wynosi od 1,5 metra do 2,5 metra przed czujnikiem przechwytywania ruchu. Następnie połóż deskę do balansowania na podłodze, w odległości około 2,0 metra od czujnika przechwytywania ruchu. Pozostaw wystarczająco dużo miejsca wokół deski do balansowania, aby zapewnić ruch całego ciała.

Aby rozpocząć umieszczanie czujnika do elektromiografii lub EMG w systemie NMES, poproś badanego, aby usiadł na krześle. Umieść elektrody EMG i NMES obustronnie na mięśniach przednich mięśni przyśrodkowych brzuchatego łydki i piszczelowej pacjenta. Następnie podłącz elektrody do bezprzewodowego systemu symulatora NMES.

Następnie umieść elektroencefalogram lub czepek EEG na głowie pacjenta, postępując zgodnie z międzynarodowym systemem 10-20. Użyj pasty przewodzącej, aby przykleić elektrody, widoczne tutaj, do skóry głowy, przed podłączeniem ich do bezprzewodowego zestawu słuchawkowego EEG. Umieść dwie pasywne elektrody EEG powyżej i poniżej jednego oka, aby uchwycić pionowy elektrookulogram lub EOG.

Dodaj kolejne dwa do zewnętrznego kampusu każdego oka, aby uchwycić poziomy EOG. Na koniec umieść dwie pasywne elektrody EEG na płatkach uszu pacjenta, aby służyły jako elektrody referencyjne EEG. Zacznij od umieszczenia eyetrackera tuż pod monitorem komputera z wizualnym sprzężeniem zwrotnym i podłącz go do komputera z wizualną informacją zwrotną za pomocą portu USB 3.

Następnie poproś osobę, aby usiadła przy biurku w odległości 50 centymetrów od urządzenia śledzącego ruch gałek ocznych, wyreguluj monitor komputerowy z wizualną informacją zwrotną tak, aby oczy osoby znajdującej się na środku monitora. W komputerze z wizualną informacją zwrotną otwórz serwer plemienia oka i plemię oka when-you-eye, aby upewnić się, czy oczy badanej osoby zostały wykryte przez Gooey, a następnie wykonać procedurę kalibracji eye trackera. Następnie poproś badanego, aby spojrzał prosto na monitor komputera z wizualnym sprzężeniem zwrotnym w celu uzyskania wskazówek wizualnych.

Uruchom procedurę kalibracji eye trackera, klikając zakładkę kalibracji w Lepkiej dłoni. Uruchom wizualny bodziec podkreślenia dot exc w folderze inteligentnego oka, aby uruchomić interfejs oparty na rzeczywistości wirtualnej. Następnie uruchom program smart eye dot exc znajdujący się w folderze smart eye, aby uzyskać dane dotyczące spojrzenia badanego obiektu, które są zsynchronizowane z zadaniem opartym na rzeczywistości wirtualnej.

Poproś badanego, aby podążał za stałymi i ruchomymi bodźcami wizualnymi w różnych pozycjach na ekranie komputera z wizualną informacją zwrotną, aby ocenić ruchy gałek ocznych po udarze. Najpierw podłącz czujniki eye trackera i deski do balansowania z komputerem wizualnej informacji zwrotnej. Włącz deskę do balansowania lub czujnik BB.

Naciśnij przycisk na czujniku BB, aby pilot był wykrywalny w menu. Kliknij ikonę pokaż lub ukryj na pasku zadań systemu i kliknij ikonę urządzenia Bluetooth. Następnie kliknij opcję dodanego urządzenia i sparuj BB jako urządzenie bluetooth bez użycia kodu do komputera z wizualną informacją zwrotną.

Po podłączeniu deski balansowej do komputera z wizualnym sprzężeniem zwrotnym otwórz folder VBT i uruchom plik We BB interface dot m, aby ustanowić interfejs Matt lab BB. Niech podmiot stanie na tablicy do balansowania. Kliknij przycisk OK, aby rozpocząć kalibrację, a następnie wprowadź wagę obiektu i ponownie kliknij przycisk OK.

Następnie podłącz i włącz czujnik przechwytywania ruchu do komputera akwizycji danych i upewnij się, że został w pełni uruchomiony, co jest sygnalizowane zielonym światłem. Otwórz folder LSL i uruchom oprogramowanie Mocap, aby rozpocząć strumieniowe przesyłanie danych z czujnika przechwytywania ruchu. Włącz systemy akwizycji danych EEG i EOG podłączone do komputera akwizycji danych.

Aby to zrobić, najpierw otwórz folder LSL i otwórz otwarty serwer pobierania wibracji za pomocą LSL dot cmd. Na koniec wybierz emotive EPOC z menu dla EEG i EOG i skonfiguruj moduł, klikając właściwości sterownika. Następnie kliknij na Połącz i kliknij na Graj, aby uruchomić serwer akwizycji.

Zacznij od poproszenia badanego, aby stanął na desce do balansowania i założył uprząż bezpieczeństwa. Ustaw minimalny podstawowy poziom NMES dla pozycji stojącej w pozycji pionowej, ustawiając częstotliwość stymulacji na 20 bolącz. Następnie zwiększ szerokość impulsu i poziom prądu w oprogramowaniu NMES zainstalowanym w komputerze akwizycji danych, aż do osiągnięcia pozycji pionowej.

W przypadku VBT wspomaganego przez NMES poproś osobę, aby usiadła na krześle, zwrócona twarzą do czujnika przechwytywania ruchu, trzymając stopy na desce do balansowania. Uruchom program czujników calib w folderze zbierania danych, aby zebrać dane kalibracji wielu czujników. Na koniec poproś badanego, aby wykonał samodzielnie zainicjowane ruchy maksymalnego zasięgu w różnych kierunkach, które wpływają na lokalizację środka masy w wizualnym sprzężeniu zwrotnym.

Zacznij od uruchomienia programu zbierania linii bazowej w folderze zbierania danych, aby zebrać stan spoczynku linii bazowej z otwartymi oczami i danymi z wielu czujników. Aby to zrobić, poproś badanego, aby stał nieruchomo przez dwie minuty i patrzył prosto na środek ciężkości na wizualnej informacji zwrotnej. Następnie uruchom zebrany program VBT w folderze zbierania danych, aby zebrać dane z czujników podczas VBT.

Podłącz wyjście wideo komputerów z wizualną informacją zwrotną do ekranu projekcyjnego i uruchom plik inteligentnych zadań IVRT dot exe w folderze VBT w komputerze z wizualną informacją zwrotną, aby uruchomić inteligentne zadania IVRT Gooey. Następnie poproś badanego, aby zwrócił uwagę na komunikat dźwiękowy i wizualny na ekranie komputera i skierował kursor tak szybko, jak to możliwe, w stronę losowo wyświetlanych celów peryferyjnych. Po zakończeniu fazy ruchu poproś badanego, aby przytrzymał kursor w miejscu docelowym przez jedną sekundę.

Po fazie zatrzymania peryferyjnego poproś badanego, aby powrócił do centralnej pozycji zatrzymania, podczas gdy system uzyska dwie współrzędne d środka ciśnienia obiektu i dwie współrzędne d danych spojrzenia. Cechy wzroku zostały zebrane za pomocą urządzenia śledzącego ruch gałek ocznych w celu ilościowego określenia wydajności badanego podczas płynnego zadania pościgowego w celu późniejszego porównania z danymi VBT po udarze. Następnie, w przypadku VBT, protokół używany do modyfikacji zadania zasięgu funkcjonalnego w celu ilościowego określenia zdolności badanego do wolicjonalnego przesunięcia pozycji środka nacisku tak szybko, jak to możliwe, bez utraty równowagi, przy jednoczesnej sygnalizacji wizualnej informacji zwrotnej.

W tym przypadku dane EOG pokazują, że podczas VBT współczynnik FD, czyli stosunek czasu fiksacji na celu do czasu fiksacji na kursorze, wzrósł, podczas gdy znormalizowany błąd średniokwadratowy zmniejszył się. Podczas wykonywania tej procedury bardzo ważne jest, aby wziąć pod uwagę bezpieczeństwo i komfort pacjenta po udarze. Spodziewamy się, że system rehabilitacji równowagi oparty na wirtualnej rzeczywistości będzie skuteczny w leczeniu zaburzeń równowagi u pacjentów po udarze.

Tak więc po tej procedurze inne dodatkowe pomiary kliniczne, takie jak kliniczna miara równowagi i mobilności, mogą być dalekie od kompleksowego poznania miar ilościowych w porównaniu z innymi standardowymi parametrami klinicznymi, abyśmy mogli uzyskać kompleksowy obraz deficytu funkcjonalnego pacjenta z udarem i możemy kompleksowo zająć się tym problemem w rehabilitacji.