12 de abril de 2016
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.
O objetivo geral deste procedimento é aplicar a tecnologia de sensores de videogame em uma interface homem-máquina de baixo custo para reabilitação do equilíbrio. Isso é feito primeiro configurando imagens móveis do corpo do cérebro, ou equipamentos e software MoBI. O segundo passo é colocar sensores MoBI no corpo para capturar dados fisiológicos.
Em seguida, um rastreador ocular é usado para avaliar os movimentos oculares de perseguição visual pós-AVC. O rastreamento ocular mostrará que os índices relacionados ao olhar podem ajudar a delinear os déficits oculomotores pós-AVC, o que pode ser relevante para o planejamento da terapia do equilíbrio visuomotor. Em seguida, são calibrados sensores para estimulação elétrica neuromuscular, ou EENM, auxiliados na terapia do equilíbrio visuomotor, sob MoBI.
A etapa final é coletar dados multissensores de sensores de baixo custo durante a terapia de equilíbrio visuomotor. Estamos estendendo essa tecnologia para a reabilitação de nossa base em casa para pacientes com AVC que sofrem de perda de equilíbrio. Nosso sistema inclui o espectro de prognóstico duplo baseado no olhar e um espectro de olhar como um ingrediente importante na terapia de equilíbrio visuomotor.
Portanto, essa tecnologia de mudança de paradigma captura como o sistema visual, o sistema motor e os sistemas de equilíbrio caminham juntos após o AVC e tenta reabilitá-los por meio do treinamento. Então, em princípio, essa técnica pode ser usada em outras condições, como Transtorno do Espectro do Autismo, Parkinsonismo, Traumatismo Cranioencefálico e também distúrbios psicomotores devido à depressão. Todos podem ser reabilitados neste sistema de treinamento.
Comece obtendo uma tela de projeção para exibir o feedback visual da biografia. Ajuste a altura para que o centro da tela fique no nível dos olhos do assunto. Em seguida, coloque o sensor de legenda de movimento na frente da tela de projeção e aponte-o para o volume da captura de movimento.
Confirme se o volume da captura de movimento é de 1,5 metros a 2,5 metros na frente do sensor de captura de movimento. Em seguida, coloque a prancha de equilíbrio no chão, a cerca de 2,0 metros de distância do sensor de captura de movimento. Deixe espaço suficiente ao redor da prancha de equilíbrio para garantir o movimento de todo o corpo.
Para iniciar a colocação do sensor para eletromiografia, ou EMG, no sistema NMES, peça ao sujeito para se sentar em uma cadeira. Coloque os eletrodos EMG e NMES bilateralmente nos músculos gastrocnêmio medial e tibial anterior do sujeito. Em seguida, conecte os eletrodos ao sistema simulador NMES sem fio.
Em seguida, coloque o eletroencefalograma, ou touca de EEG, na cabeça do sujeito, seguindo o sistema internacional 10-20. Use pasta condutora para colar os eletrodos, vistos aqui no couro cabeludo, antes de conectá-los ao fone de ouvido EEG sem fio. Coloque dois eletrodos passivos de EEG acima e abaixo de um olho para capturar o eletrooculograma vertical, ou EOG.
Adicione outros dois ao campus externo de cada olho para capturar o EOG horizontal. Finalmente, coloque dois eletrodos passivos de EEG nos lóbulos das orelhas do sujeito para servir como eletrodos de referência de EEG. Comece colocando o rastreador ocular logo abaixo do monitor do computador de feedback visual e conecte-o ao computador de feedback visual usando uma porta USB 3.
Em seguida, peça ao sujeito para se sentar à mesa a uma distância de 50 centímetros do rastreador ocular, ajuste o monitor do computador de feedback visual para que os olhos do sujeito fiquem no centro do monitor. No computador de feedback visual, abra o servidor da tribo do olho e a tribo do olho quando você olha para garantir que os olhos do sujeito sejam detectados pelo Gooey e para executar a rotina de calibração do rastreador ocular posteriormente. Em seguida, peça ao sujeito que olhe diretamente para o monitor do computador com feedback visual em busca de dicas visuais.
Execute a rotina de calibração do rastreador ocular clicando na guia calibrar no Gooey. Execute o ponto de estímulo de sublinhado visual exc na pasta de olho inteligente para executar a interface baseada em realidade virtual. Em seguida, execute o programa smart eye dot exc presente na pasta smart eye para adquirir os dados do olhar do sujeito que são sincronizados com a tarefa baseada em realidade virtual.
Peça ao sujeito para seguir os estímulos visuais fixos e em movimento em várias posições na tela do computador de feedback visual para avaliar os movimentos oculares da perseguição pós-AVC. Primeiro, conecte o rastreador ocular e os sensores da prancha de equilíbrio ao computador de feedback visual. Ligue a prancha de equilíbrio ou o sensor BB.
Pressione o botão no sensor BB para tornar o controle remoto detectável no menu. Clique no ícone mostrar ou ocultar na barra de tarefas do sistema e clique no ícone do dispositivo bluetooth. Em seguida, clique na opção de dispositivo adicionado e emparelhe o BB como um dispositivo bluetooth sem usar o código para o computador de feedback visual.
Assim que a placa de equilíbrio estiver conectada ao computador de feedback visual, abra a pasta VBT e execute o arquivo de ponto m da interface We BB para estabelecer a interface Matt lab BB. Peça ao sujeito que fique de pé na prancha de equilíbrio. Clique em OK para iniciar a calibração, insira o peso do assunto e clique em OK novamente.
Em seguida, conecte e ligue o sensor de captura de movimento ao computador de aquisição de dados e certifique-se de que ele inicializou totalmente, o que é indicado pela luz verde. Abra a pasta LSL e inicie o software Mocap para iniciar a transmissão dos dados do sensor de captura de movimento. Ligue os sistemas de aquisição de dados EEG e EOG conectados ao computador de aquisição de dados.
Para fazer isso, primeiro abra a pasta LSL e abra o servidor de aquisição de vibração aberta com LSL dot cmd. Por fim, selecione EPOC emotivo no menu para EEG e EOG e configure o módulo clicando nas propriedades do driver. Em seguida, clique em conectar e clique em play para iniciar o servidor de aquisição.
Comece pedindo ao sujeito que fique de pé na prancha de equilíbrio e prenda um cinto de segurança. Defina um nível mínimo de EENM basal para ficar em pé, definindo a frequência de estimulação em 20 hurtz. Em seguida, aumente a largura de pulso e o nível de corrente no software NMES instalado no computador de aquisição de dados até que a posição vertical seja alcançada.
Para VBT assistido por EENM, peça ao sujeito para se sentar em uma cadeira, de frente para o sensor de captura de movimento com os pés na prancha de equilíbrio. Execute o programa de sensores de calibre na pasta de coleta de dados para coletar dados de calibração de vários sensores. Finalmente, peça ao sujeito para realizar movimentos de alcance máximo auto-iniciados em diferentes direções que afetam a localização do centro de massa no feedback visual.
Comece executando o programa de coleta de linha de base na pasta de coleta de dados para coletar dados do estado de repouso da linha de base, olhos abertos, vários sensores. Para fazer isso, peça ao sujeito que fique parado por dois minutos e olhe diretamente para o local do centro de massa no feedback visual. Em seguida, execute o programa VBT coletado na pasta de coleta de dados para coletar dados do sensor durante o VBT.
Conecte a saída de vídeo do computador de feedback visual à tela de projeção e execute o arquivo exe de ponto de tarefas IVRT inteligentes na pasta VBT no computador de feedback visual para iniciar as tarefas IVRT inteligentes Gooey. Em seguida, peça ao sujeito que preste atenção ao prompt de áudio e visual na tela do computador e direcione o cursor o mais rápido possível para alvos periféricos apresentados aleatoriamente. Após a fase de movimento, peça ao sujeito para segurar o cursor no local de destino por um segundo.
Após a fase de retenção periférica, peça ao sujeito para retornar à posição central enquanto o sistema adquire as duas coordenadas d do centro de pressão e as duas coordenadas d dos dados do olhar. As características do olhar foram coletadas com o rastreador ocular para quantificar o desempenho de um sujeito durante uma tarefa de perseguição suave para posterior comparação com dados VBT pós-AVC. Então, para o VBT, o protocolo usado para modificar a tarefa de alcance funcional para quantificar a capacidade do sujeito de mudar volitivamente sua posição do centro de pressão o mais rápido possível sem perder o equilíbrio, enquanto sugerido com feedback visual.
Aqui, os dados do EOG mostram que durante o VBT, a razão FD, ou razão da duração da fixação no alvo, e a duração da fixação no cursor, aumentou enquanto o erro quadrático médio normalizado diminuiu. Ao tentar este procedimento, é muito importante considerar a segurança e o conforto do paciente com AVC. Esperamos que um sistema de reabilitação de equilíbrio baseado em realidade virtual seja potente para tratar distúrbios de equilíbrio de pacientes com AVC.
Portanto, após esse procedimento, outras medidas clínicas adicionais, como a medida clínica de equilíbrio e mobilidade, podem estar longe de saber de forma abrangente como as medidas quantitativas são comparadas a outros parâmetros clínicos padrão, para que possamos obter uma imagem abrangente do déficit funcional de um paciente com AVC e possamos abordar de forma abrangente essa questão na reabilitação.
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Este artigo apresenta uma nova interface cérebro-máquina de baixo custo projetada para a reabilitação interativa do equilíbrio pós-AVC. O sistema utiliza sensores comerciais de baixo custo e os integra a um paradigma de eletroterapia conduzido voluntariamente.
A integração de tecnologia de sensores de baixo custo com sistemas de estimulação elétrica neuromuscular (NMES) permite avaliação quantitativa e reabilitação escalonáveis de déficits de equilíbrio pós-AVC. Essa abordagem apoia a confiança preditiva na recuperação funcional e orienta a validação precoce de alvos para intervenções de neuroreabilitação. A modularidade da plataforma e suas saídas ricas em dados a posicionam como um recurso reutilizável para pesquisa translacional e triagem de portfólios em P&D de neurotecnologia.
Este sistema HMI integrado conecta a descoberta inicial, triagem e pesquisa translacional ao fornecer uma plataforma unificada para testes de hipóteses, medições quantitativas e validação funcional em neuroreabilitação.