Ocena i komunikacja dla osób z zaburzeniami świadomości
1 sierpnia 2017
Dzięki temu eksperymentowi, można wykryć świadomość u osób z zaburzeniami świadomości. Co więcej, podejście to może stworzyć prosty kanał komunikacyjny, który umożliwia ludziom udzielanie prostych odpowiedzi TAK/NIE na pytania.
Ogólnym celem tego systemu jest wykrycie świadomości u osób z zaburzeniami świadomości i stworzenie prostego kanału komunikacyjnego, który umożliwia ludziom udzielanie odpowiedzi "tak" lub "nie" na pytania. Główną zaletą systemu jest to, że jest skuteczny nawet u pacjentów bez żadnej odpowiedzi ruchowej. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w medycynie, takie jak to, czy pacjent z zaburzeniami świadomości jest świadomy siebie i świata zewnętrznego.
Technologia ta może być stosowana u pacjentów z zaburzeniami świadomości, ale ostatnio ustaliliśmy nawet komunikację dla pacjentów całkowicie zamkniętych w sobie. Zacznij od podłączenia amplifier do komputera z oprogramowaniem za pomocą USB. Podłącz klucz sprzętowy i włącz amplifier.
Użyj USB, aby podłączyć skrzynkę sterownika do wolnego gniazda w komputerze. Następnie podłącz złącza z etykietami na wyjściu, sześć, sześć, a następnie siedem z wyjściem piątym, szóstym i siódmym skrzynki sterownika. Podłącz złącze oznaczone jako D I/O-1 do gniazda DIG I/O-1.
Następnie podłącz trzy cylindry do wyjścia pierwszego, drugiego i trzeciego skrzynki sterownika i podłącz złącze wysterowania do gniazda wyjścia wyzwalacza wyzwalacza audio. Załóż antystatyczną opaskę na nadgarstek fotografowanej osoby i podłącz ją do wolnej wtyczki zasilania. Następnie weź kran samoprzylepny i przymocuj tactor na lewym nadgarstku, drugi na prawym nadgarstku, a trzeci na prawej kostce.
Podłącz jedną stronę męskiego, męskiego złącza audio do wyjścia audio komputera, a drugą do gniazda adaptera wyzwalającego audio, które jest oznaczone jako wejście audio. Włącz adapter wyzwalacza audio i sprawdź, czy dioda LED stanu baterii świeci na zielono. Następnie uruchom oprogramowanie i obserwuj okno o nazwie Dodaj lekarza.
Wpisz tytuł, imię i nazwisko, instytucję i dział w pustych polach. Kliknij dodaj, aby otworzyć kolejne okno. Następnie wprowadź w oknie imię i nazwisko pacjenta, miasto, kraj, datę urodzenia i datę zameldowania.
Następnie kliknij zielony przycisk plusa poniżej niebieskiej strzałki w prawej dolnej części programu. Wpisz tekst, najpierw przetestuj w pole nazwy, a zapoznanie się z oprogramowaniem w puste pole szczegółów. Na koniec kliknij przycisk wybierz tego pacjenta.
Po pierwsze, prawidłowo umieść nasadkę elektrody na głowie pacjenta. Następnie za pomocą taśmy mierniczej zmierz odległość między nasionem a inionem, a także odległość między lewym i prawym punktem przedusznym. Upewnij się, że elektroda w pozycji wierzchołka, CZ, znajduje się w środku tych dwóch odległości.
Użyj żelu elektrodowego, aby przymocować 16 kanałów elektroencefalograficznych lub EEG do głowy badanego, zgodnie z rozszerzonym systemem International 10-20. Umieść elektrodę odniesienia na prawym płatku ucha, a elektrodę masową na czole. Podłącz elektrody do skrzynki przyłączeniowej elektrody.
Następnie podłącz skrzynkę przyłączeniową elektrody do wzmacniacza biosygnału i upewnij się, że amplifier i skrzynka przyłączeniowa są włączone. Następnie na komputerze kliknij przycisk Wibrotactile 3 tactor po lewej stronie ekranu. Następnie kliknij przycisk oceny w prawym dolnym rogu, aby rozpocząć przebieg oceny.
Sprawdź jakość sygnału EEG. Otwórz menu ustawień za pomocą przycisku ustawień, aby potwierdzić, że wibracje aktorów są odczuwalne. Następnie poinstruuj badanego, że poczuje wibracje na lewym i prawym nadgarstku, na prawej kostce, a także usłyszy polecenie w lewo lub w prawo przez słuchawki.
Poproś badanego, aby zbierał bodźce na wybranej ręce, aż pojawi się następna komenda lub bieg się skończy. Umieść słuchawki w uszach fotografowanej osoby i kliknij przycisk Start. Po zakończeniu przebiegu oceny sprawdź stronę wyników i wykres dokładności.
Następnie kliknij przycisk Vibrotactile 3 tactor po lewej stronie ekranu. Kliknij przycisk komunikacji na dole, aby rozpocząć uruchamianie komunikacji. Ponownie sprawdź jakość sygnału EEG.
Otwórz menu ustawień za pomocą przycisku ustawień i potwierdź, że wibracje aktorów są odczuwalne. Następnie wybierz klasyfikator z najwyższym obliczonym poziomem dokładności. W tym biegu poinstruuj badanego, że poczuje wibracje po lewej stronie i napisze nadgarstki oraz na prawej kostce.
Poinstruuj badanego, że usłyszy pytanie i powinien odpowiedzieć tak lub nie. Aby odpowiedzieć twierdząco, poproś badanego o policzenie bodźców na lewej ręce. Aby odpowiedzieć przecząco, poproś badanego o policzenie bodźców na prawej ręce.
Na koniec zadaj pacjentowi pytanie, na które można odpowiedzieć tak lub nie. Następnie kliknij przycisk rozpocznij nowe pytanie. Zobacz, jak obiektyw przesuwa się w kierunku odpowiedzi na pytanie: tak.
Zauważ, że dokładność wzrasta po prezentacji poleceń do ponad 90%, co oznacza, że dana osoba była świadomie, ponieważ była w stanie wykonać losowe polecenia. Z drugiej strony wyniki te pokazują, że dokładność klasyfikacji oscyluje wokół 12,5%, co oznacza, że system nie był w stanie wykryć reakcji mózgu na przedstawione polecenia i bodźce. Po przeszkoleniu w zakresie korzystania z systemu ludzie mogą przeprowadzić ocenę w ciągu zaledwie 20 minut.
Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, że pacjent może spodziewać się wahań świadomości, więc jeśli test wykaże świadomość świadomości, ponowne badanie może dać inne wyniki. Po tej procedurze można zastosować inne metody, takie jak dodatkowa ocena EEG, aby odpowiedzieć na pytania, takie jak rehabilitacja, która może pomóc w poprawie jego stanu. Po jej opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom z dziedziny medycyny, neuronauki i inżynierii do zbadania oceny świadomości u pacjentów z zaburzeniami świadomości.
Po obejrzeniu filmu powinieneś mieć dobre pojęcie o tym, jak przeprowadzić ocenę funkcji poznawczych i jak nawiązać komunikację z systemem. Podejście nie jest niebezpieczne. Wymaga jedynie założenia czepka EEG na głowę.
Nie wymaga żadnych dodatkowych śladów ani bolesnych zabiegów.
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia system zaprojektowany do wykrywania świadomości u osób z zaburzeniami świadomości oraz ustanawiania kanału komunikacji w celu uzyskiwania prostych odpowiedzi tak/nie. Metoda ta jest skuteczna nawet w przypadku pacjentów niewykazujących reakcji motorycznych, dostarczając informacji na temat poziomu ich świadomości.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Ocena kliniczna
- Badania nad świadomością
Wprowadzenie
- Zaburzenia świadomości mogą utrudniać ocenę stanu pacjenta.
- Tradycyjne metody mogą nie być skuteczne w ocenie poziomu świadomości u pacjentów nieodpowiadających na bodźce.
- Postępy w technologii EEG umożliwiają zastosowanie nowych podejść do komunikacji.
- Zrozumienie mechanizmów świadomości jest kluczowe dla rehabilitacji i planowania leczenia.
Cel badania
- Opracowanie niezawodnej metody wykrywania świadomości u pacjentów.
- Ułatwienie komunikacji poprzez prosty system odpowiedzi tak/nie.
- Zbadanie możliwości oceny funkcji poznawczych u pacjentów w stanie zamknięcia.
Zastosowane metody
- Elektroencefalografia (EEG) do monitorowania aktywności mózgu.
- Bodźce wibrotaktylne do wywoływania reakcji.
- Oprogramowanie do zarządzania danymi pacjentów i przeprowadzania oceny.
- Krok po kroku opisany protokół przygotowania i przeprowadzania ocen.
Główne wyniki
- System wykazał wysoką dokładność w wykrywaniu świadomości.
- Pacjenci byli w stanie odpowiadać na pytania, korzystając z metody komunikacji.
- Wyniki wskazały na wahania poziomu świadomości, co wymagało powtórnych ocen.
- Podejście to jest nieinwazyjne i może zostać przeprowadzone w krótkim czasie.
Wnioski
- Metoda ta otwiera nowe możliwości oceny stanu świadomości u pacjentów niekontaktowych.
- Stanowi ona podstawę dla przyszłych badań w dziedzinie neuronauki i rehabilitacji.
- Konieczne są dalsze badania w celu udoskonalenia techniki oraz zbadania zakresu jej zastosowań.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Hybrydowe paradygmaty oceny i komunikacji oparte na BCI umożliwiają obiektywną ocenę stanu świadomości u pacjentów nieodpowiadających na bodźce, co wypełnia krytyczną lukę w neuronauce translacyjnej oraz w badaniach i rozwoju neurofarmaceutyków. Ilościowe wyniki oparte na EEG dostarczają praktycznych danych do walidacji celów terapeutycznych i minimalizacji ryzyka mechanistycznego w opracowywaniu terapii zaburzeń świadomości. Podejście to wspiera decyzje dotyczące portfela projektów w oparciu o analizę ryzyka, poprzez doprecyzowanie stratyfikacji pacjentów i potencjału odpowiedzi w fazie wczesnego odkrywania oraz w badaniach przedklinicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia obiektywną ocenę reaktywności neuronalnej w populacjach dotkniętych chorobą, u których występuje brak reakcji motorycznych.
- Wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez odróżnienie świadomej percepcji od aktywności refleksyjnej lub tła.
- Zapewnia ilościowe wykresy dokładności służące do walidacji funkcjonalnych celów terapeutycznych oraz testowania hipotez.
- Ułatwia selekcję projektów w portfolio poprzez identyfikację podgrup pacjentów z zachowaną funkcją poznawczą.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Ustanawia powtarzalne, nieinwazyjne paradygmaty EEG do standaryzowanej oceny w różnych kohortach.
- Dostarcza ilościowych pomiarów zmiennych zależnych (wykresy dokładności) do benchmarkingu testów.
- Umożliwia skalowalny screening funkcji poznawczych w modelach przedklinicznych i translacyjnych.
- Wspiera wiarygodną ocenę potencjalnych interwencji ukierunkowanych na responsywność neuronalną.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodne z punktami końcowymi istotnymi dla chorób w stanach zaburzeń świadomości oraz zespołach zamknięcia.
- Zapewnia ciągłość od etapu odkrywania w ocenie neuronalnej do przedklinicznej walidacji efektu terapeutycznego.
- Umożliwia postęp z uwzględnieniem ryzyka poprzez wyjaśnienie heterogeniczności odpowiedzi na poziomie pacjenta.
- Wspiera rozwój biomarkerów służących do stratyfikacji i monitorowania w translacji klinicznej.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ten zestaw narzędzi do oceny opartej na EEG integruje się z kontinuum od etapu odkrywania do badań przedklinicznych, wspierając wczesne testowanie hipotez, identyfikację związków wiodących oraz dostosowanie translacyjnych biomarkerów dla portfeli neurofarmakologicznych.
- Biologia odkrywcza: Obiektywnie testuje reaktywność neuronalną i zdolność do wykonywania poleceń poznawczych u podmiotów niekomunikujących się.
- Przesiew: Zapewnia zestandaryzowane, powtarzalne wykresy dokładności do porównań między różnymi warunkami.
- Analityka: Dostarcza ilościowych wyników do analizy statystycznej i wsparcia decyzji.
- Badania translacyjne: Łączy odkrycia z punktami końcowymi badań przedklinicznych i klinicznych w zaburzeniach świadomości.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje modularną, nieinwazyjną platformę możliwą do adaptacji w programach B+R w obszarze neurofarmakologii.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność predykcyjną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celów neuronalnych.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje protokoły oceny i umożliwia szybkie, powtarzalne generowanie danych.
- Wartość strategiczna: Poprawia decyzje go/no-go oraz alokację kapitału poprzez doprecyzowanie profili odpowiedzi pacjentów.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój kandydatów na leki neuroterapeutyczne.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej w zakresie konfiguracji EEG, kontroli jakości sygnału oraz oceny neuropoznawczej.
- Wymaga dostępu do wzmacniaczy biosygnałów, czepek EEG oraz kompatybilnej infrastruktury oprogramowania.
- Wymaga standaryzacji międzyzespołowej w celu zapewnienia powtarzalności protokołu i porównywalności danych.
- Możliwość adaptacji do modalności słuchowych i dotykowych w przypadku populacji pacjentów z zaburzeniami wzroku.
- Podatność na zmienność poziomu świadomości pacjentów, co wymaga wielokrotnych ocen w celu uzyskania wiarygodnych wniosków.
