A-máquina interface humana Integrando sensores de baixo custo com uma estimulação do sistema neuromuscular eléctrico para pós-AVC Reabilitação Balance

Resumo

Uma nova interface homem-máquina de baixo custo para um sistema interativo de reabilitação do equilíbrio pós-AVC é apresentada neste artigo. O sistema integra sensores de baixo custo prontos para uso em direção ao paradigma de eletroterapia acionado por volição. A interface do software de prova de conceito é demonstrada em voluntários saudáveis.

Resumo

Um acidente vascular cerebral é causado quando uma artéria que transporta sangue do coração para uma área no cérebro estoura ou um coágulo obstrui o fluxo de sangue para o cérebro impedindo assim a entrega de oxigênio e nutrientes. Cerca de metade dos sobreviventes de AVC ficam com algum grau de deficiência. metodologias inovadoras para neurorehabilitation restaurador são urgentemente necessárias para reduzir a incapacidade a longo prazo. A capacidade do sistema nervoso para reorganizar a sua, função e estrutura de ligações como resposta a estímulos intrínseca ou extrínseca é chamado neuroplasticidade. Neuroplasticidade está envolvido em distúrbios funcionais pós-AVC, mas também na reabilitação. alterações neuroplásticas benéficos pode ser facilitada com electroterapia não-invasiva, tais como a estimulação elétrica neuromuscular (EENM) e estimulação elétrica sensorial (SES). NMES envolve a estimulação elétrica coordenada dos nervos motores e os músculos para ativá-los com pulsos curtos contínuos de corrente elétrica, enquanto SES invoestimulação lves dos nervos sensoriais com corrente elétrica, resultando em sensações que variam de pouco perceptível a altamente desagradável. Aqui, a participação cortical ativa nos processos de reabilitação pode ser facilitada pela condução da eletroterapia não-invasiva com biosinais (eletromiograma (EMG), eletroencefalograma (EEG), eletrooculograma (EOG)) que representam percepção ativa e os esforços simultâneos volitiva. Para conseguir isso em um ambiente pobre em recursos, por exemplo, em países de baixa e média renda, apresentamos um baixo custo homem-máquina interface (HMI), aproveitando os recentes avanços na tecnologia de sensor de jogos de vídeo off-the-shelf. Neste artigo, discutimos a interface de software de fonte aberta que integra sensores de baixo custo off-the-shelf para biofeedback visual-auditivo com electroterapia não-invasivo para auxiliar o controle postural durante o balanço de reabilitação. Nós demonstramos a prova-de-conceito em voluntários saudáveis.

Introdução

Um episódio de disfunção neurológica focal provocado por cerebral, espinal, retina ou enfarte é chamado derrame ^1. O AVC é um problema de saúde global e quarta principal causa de incapacidade em todo o mundo ^1. Em países como Índia e China, os dois países mais populosos do mundo, incapacidade neurológica devido a acidente vascular cerebral está sendo rotulado como epidemia escondida ^2. Uma das complicações médicas mais comuns após um acidente vascular cerebral são quedas, com uma incidência de até 73% no primeiro ano pós-acidente vascular cerebral ^3. A queda pós-AVC é multifatorial e inclui ambos os fatores espinhais e supr....

Protocolo

Nota: O gasoduto software HMI foi desenvolvido com base em software open-source disponível gratuitamente e off-the-shelf sensores de jogos de vídeo de baixo custo (detalhes disponíveis em: https://team.inria.fr/nphys4nrehab/software/ e https: //github.com/NeuroPhys4NeuroRehab/JoVE). O gasoduto software HMI é fornecido para coleta de dados durante uma tarefa alcance funcional modificado (mFRT) ²¹ em uma plataforma de jogos baseados VR para a terapia de equilíbrio visuomotor (VBT) ^8.

A Figura 2a mostra a configuração do rastreador de olho de diagnóstico, onde os recursos de gaze são extraídos offline p....

Resultados

A Figura 4 mostra as características do olhar olho que foram extraídos offline para a quantificação de um desempenho capaz de corpo durante uma tarefa exercício suave. As seguintes características foram extraídos como se mostra no Quadro 1:

Característica 1 = percentagem de desvio entre a posição alvo estímulo e o centróide dos pontos de fixação do participante quando o estímulo é mudando de p.......

Discussão

Uma ferramenta de baixo custo clinicamente válida simples de usar, para a terapia de movimento e equilíbrio será uma mudança de paradigma para neurorehabilitation em um ambiente de baixos recursos. É provável que tenha um elevado impacto na sociedade desde desordens neurológicas como acidente vascular cerebral irá aumentar dramaticamente no futuro, devido ao envelhecimento da população mundial ^2. Há, portanto, uma necessidade premente para alavancar sistemas físicos cibernéticos, onde a capacidade de personal.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Estimulador NMES	Vivaltis, França	PhenixUSBNeo	Estimulador NMES com sensor EMG (Figura 2b)
Balance Board	Nintendo, EUA	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)
EEG Data Acquisition System	Emotiv, Austrália	Emotiv Neuroheadset	Fone de ouvido EEG sem fio (Figura 2b)
Eletrodo passivo de EEG	Olimex	EEG-PE	EEG eletrodo passivo para EOG e referências (6 em número) (Figura 2b)
Eletrodo ativo de EEG	Olimex	EEG-AE	EEG eletrodo ativo (10 em número) (Figura 2b)
Computador com monitor de PC	Dell		Processamento de dados e feedback visual (Figura 2)
Softwares, eletrodos EMG, eletrodos NMES e cabos