В этом исследовании представлена система интерфейса мозг-компьютер (ИМК) для пациентов с инсультом, которая сочетает в себе сигналы электроэнцефалографии и электроокулографии для управления роботизированной рукой верхней конечности, улучшая повседневную деятельность. Для оценки использовался Берлинский бимануальный тест на инсульт (BeBiTS).
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Роботизированная система верхних конечностей, управляемая интерфейсом мозг-компьютер, для улучшения повседневной деятельности пациентов с инсультом
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
В этом исследовании представлен робот для реабилитации верхних конечностей, управляемый интерфейсом мозг-компьютер (BCI). Система использует сигналы электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и электроокулограммы (ЭОГ), чтобы помочь пользователям помочь функции верхних конечностей в повседневных задачах при взаимодействии с роботизированной рукой. Мы оценили эффективность этой роботизированной системы BCI с помощью Берлинского бимануального теста на инсульт (BeBiTS), набора из 10 повседневных задач с участием обеих рук. В этом исследовании приняли участие восемь пациентов с инсультом, но только четыре участника смогли адаптироваться к обучению роботизированной системе BCI и выполнить postBeBiTS. Примечательно, что когда оценка preBeBiTS для каждого элемента составляла четыре или меньше, роботизированная система BCI показала большую вспомогательную эффективность в оценке после BeBiTS. Кроме того, наша нынешняя роботизированная рука не помогает с функциями руки и запястья, что ограничивает ее использование в задачах, требующих сложных движений руки. Требуется больше участников, чтобы подтвердить эффективность обучения роботизированной системы BCI, и будущие исследования должны рассмотреть возможность использования роботов, которые могут помочь с более широким спектром функций верхних конечностей. Данное исследование было направлено на определение способности роботизированной системы BCI помогать пациентам в выполнении повседневных жизненных задач.
Введение
Нарушение функции верхних конечностей вследствие инсульта ограничивает способность выполнять повседневную деятельность, особенно бимануальные задачи1. Таким образом, реабилитация кисти является ключевым компонентом реабилитации после инсульта, а также хорошо известными подходами являются зеркальная терапия2 и двигательная терапия, вызванная ограничениями (CIMT)3. Недавние исследования показывают, что роботизированные системы на основе ЭЭГ с интерфейсом мозг-компьютер (ИМК) могут быть эффективной вспомогательной терапией для улучшения восстановления функции кисти
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Наблюдательный совет больницы Бундан Сеульского национального университета рассмотрел и одобрил все экспериментальные процедуры (IRB No B-2205-756-003). Мы набрали восемь пациентов с инсультом и подробно объяснили соответствующие детали, прежде чем получить их согласие. После получения информированного согласия протокол действует следующим образом: мы проводим оценку BeBiTS перед тренировкой ИМК, за которой следует тренировка ИМК с использованием ЭОГ и ЭЭГ. После этого участники надевают робота для выполнения еще одной оценки BeBiTS (Рисунок 1).
1. Настройка системы обуче....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
На рисунке 12 представлены результаты тренировки ЭОГ и ЭЭГ. На рисунке 12А представлены результаты хорошо обученного участника. Обучающие значения EOG согласуются, при этом среднее значение (оранжевая жирная линия) правильно достигает пороговой линии. Результаты тренировки ЭЭГ также четко различают синюю (состояние покоя) и красную (моторные образы) линии.
В отличие от этого, на рисунке 12B показаны резул.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В этом исследовании была представлена вспомогательная роботизированная система BCI для поддержки пациентов с инсультом в выполнении повседневных задач. Мы оценили эффективность бимануальных заданий с помощью теста BeBiTS15 и провели обучение работе с роботом-помощником для верхних конечностей с помощью системы BCI14. Такой подход, в отличие от обычных реабилитационных процедур, позволяет пациентам активно заниматься своим восстановлением, у.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.
Благодарности
Эта работа была поддержана Германо-корейской программой международного сотрудничества между академическими кругами и промышленностью в области робототехники и легких конструкций/углерода, финансируемой Федеральным министерством образования и исследований Федеративной Республики Германия и Министерством науки и ИКТ Кореи (грант No P0017226)
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| BCI2000 | открытым исходным кодом | для исследования интерфейса мозг-компьютер (ИМК), который является бесплатным для некоммерческого использования | |
| BrainVision LSL Viewer | Brain Products GmbH | — удобный инструмент для мониторинга LSL, ЭЭГ и маркерных потоков. | |
| eego mini усилитель с 8-канальными (F3, F4, C3, Cz, C4, P3, P4, EOG) оригинальными колпачками waveguard; | Ant Neuro, Нидерланды | Компактная и легкая конструкция: Мини-усилитель eego небольшой и легкий, обеспечивает отличную портативность и пригодность для записи ЭЭГ в различных условиях. | |
| Neomano | neofect, Корея | Перчатка Материал: Кожа, липучка, нескользящая ткань<бр/> Материал проволоки: Синтетическая нить<бр/> Вес: 65 г (без бата) охватывают три пальца: большой, указательный и средний пальцы | |
| персонального компьютера ( ПК) с пользовательским программным обеспечением BCI | окно для ноутбука |
Ссылки
- Ekstrand, E., Rylander, L., Lexell, J., Brogårdh, C. Perceived ability to perform daily hand activities after stroke and associated factors: a cross-sectional study. BMC Neurol. 16, 208(2016).
- Angerhöfer, C., Colucci, A., Vermehren, M., Hömberg, V., Soekadar, S. R.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
