Sistema robótico de membro superior controlado por interface cérebro-computador para melhorar as atividades diárias em pacientes com AVC

Summary

Este estudo apresenta um sistema de interface cérebro-computador (BCI) para pacientes com AVC, que combina sinais de eletroencefalografia e eletrooculografia para controlar uma mão robótica de membro superior, aprimorando as atividades diárias. A avaliação utilizou o Teste Bimanual de Berlim para AVC (BeBiTS).

Abstract

Este estudo apresenta um robô auxiliar de membro superior controlado por Interface Cérebro-Computador (BCI) para reabilitação pós-AVC. O sistema utiliza sinais de eletroencefalograma (EEG) e eletrooculograma (EOG) para ajudar os usuários a auxiliar a função dos membros superiores nas tarefas diárias enquanto interagem com uma mão robótica. Avaliamos a eficácia deste sistema BCI-robô usando o Teste Bimanual de Berlim para AVC (BeBiTS), um conjunto de 10 tarefas da vida diária envolvendo ambas as mãos. Oito pacientes com AVC participaram deste estudo, mas apenas quatro participantes puderam se adaptar ao treinamento do sistema robô BCI e realizar o pós-BeBiTS. Notavelmente, quando a pontuação pré-BeBiTS para cada item foi quatro ou menos, o sistema de robô BCI mostrou maior eficácia assistiva na avaliação pós-BeBiTS. Além disso, nossa mão robótica atual não auxilia nas funções do braço e do pulso, limitando seu uso em tarefas que exigem movimentos complexos da mão. Mais participantes são necessários para confirmar a eficácia do treinamento do sistema BCI-robô, e pesquisas futuras devem considerar o uso de robôs que possam ajudar em uma gama mais ampla de funções dos membros superiores. Este estudo teve como objetivo determinar a capacidade do sistema BCI-robô de auxiliar os pacientes na realização de atividades de vida diária.

Introduction

O comprometimento da função dos membros superiores devido ao AVC limita a capacidade de realizar atividades diárias, especialmente tarefas bimanuais¹. A reabilitação das mãos é, portanto, um componente-chave da reabilitação do AVC, sendo^{a terapia do} espelho2 e a Terapia do Movimento Induzido por Restrição (CIMT)³ abordagens bem conhecidas. Pesquisas recentes indicam que os sistemas robóticos de Interface Cérebro-Computador (BCI) baseados em EEG podem ser uma terapia assistiva eficaz para melhorar a recuperação da função da mão em pacientes ....

Protocol

O Conselho de Revisão Institucional do Hospital Bundang da Universidade Nacional de Seul revisou e aprovou todos os procedimentos experimentais (IRB No. B-2205-756-003). Recrutamos oito pacientes com AVC e explicamos minuciosamente os detalhes relevantes antes de obter seu consentimento. Após a obtenção do consentimento informado, o protocolo procede da seguinte forma: realizamos uma avaliação BeBiTS antes do treinamento BCI, seguida pelo treinamento BCI usando EOG e EEG. Depois, os participantes usam o robô para realizar outra avaliação BeBiTS (Figura 1).

1. Configuração....

Results

A Figura 12 mostra os resultados do treinamento EOG e EEG. A Figura 12A representa os resultados de um participante bem treinado. Os valores de treinamento EOG são consistentes, com a média (linha laranja em negrito) atingindo corretamente a linha limite. Os resultados do treinamento de EEG também distinguem claramente entre as linhas azul (estado de repouso) e vermelha (imagens motoras).

Em contraste, a Figura 12.......

Discussion

Esta pesquisa apresentou um sistema robótico assistivo de membro superior BCI para apoiar pacientes com AVC na execução de tarefas diárias. Avaliamos a eficácia das tarefas bimanuais por meio do teste BeBiTS¹⁵ e implementamos o treinamento para a operação do robô assistivo de membros superiores por meio do sistema BCI¹⁴. Essa abordagem, em contraste com os procedimentos convencionais de reabilitação, permite que os pacientes se envolvam ati.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
BCI2000	de código		para pesquisa de interface cérebro-computador (BCI) que é gratuito para uso não comercial
BrainVision LSL Viewer	Brain Products GmbH		uma ferramenta útil para monitorar seus fluxos de LSL EEG e marcadores.
eego mini amplificador com 8 canais (F3, F4, C3, Cz, C4, P3, P4, EOG) tampa original	Ant Neuro, Holanda		Design compacto e leve: O mini amplificador eego é pequeno e leve, oferecendo excelente portabilidade e adequação para gravação de EEG em vários ambientes.
Neomano	neofect, Coreia		Material da luva: Couro, velcro, Pano antiderrapante Material do fio: Fio sintético Peso: 65 g (sem bateria) cobrir três dedos: o polegar, o indicador e o computador pessoal do meio
PC) com software BCI personalizado			laptop janela