Человеко-машинного интерфейса Интеграция низкозатратных датчики с Стимуляция системы нейромышечной электростимуляции для постинсультной реабилитации Balance

Общая цель этой процедуры заключается в том, чтобы применить технологию датчиков видеоигр к недорогому человеко-машинному интерфейсу для восстановления равновесия. Это достигается путем установки мобильного оборудования для визуализации мозга и тела или MoBI, а также программного обеспечения. Второй шаг — размещение датчиков MoBI на теле для сбора физиологических данных.

Затем используется айтрекер для оценки движений глаз после инсульта. Отслеживание взгляда покажет, что индексы, связанные со взглядом, могут помочь в определении глазодвигательного дефицита после инсульта, что может быть актуально для планирования терапии зрительно-моторного равновесия. Затем калибруются датчики для нервно-мышечной электростимуляции, или NMES, используемые в терапии зрительно-моторного равновесия, в рамках MoBI.

Заключительным этапом является сбор мультисенсорных данных с недорогих датчиков во время терапии зрительно-моторного равновесия. Мы расширяем эту технологию для реабилитации пациентов с инсультом, страдающих потерей равновесия. Наша система включает в себя прогностический двойной спектр взгляда, основанный на взгляде, как важный ингредиент терапии зрительно-моторного равновесия.

Таким образом, эта технология, меняющая парадигму, фиксирует, как зрительная система, двигательная система и системы равновесия идут вместе после инсульта, и пытается реабилитировать их с помощью тренировок. Так что в принципе эту технику можно использовать и при других состояниях, таких как расстройство аутистического спектра, паркинсонизм, черепно-мозговая травма, а также психомоторные нарушения из-за депрессии. Все могут быть реабилитированы в этой системе обучения.

Начните с приобретения проекционного экрана для отображения визуальной обратной связи. Отрегулируйте высоту так, чтобы центр экрана находился на уровне глаз объекта. Затем поместите датчик субтитров движения перед проекционным экраном и направьте его на громкость захвата движения.

Убедитесь, что громкость захвата движения составляет от 1,5 до 2,5 метров перед датчиком захвата движения. Далее поставьте балансировочную доску на пол, примерно в 2,0 метрах от датчика захвата движения. Оставьте достаточно места вокруг балансборда, чтобы обеспечить полное движение тела.

Чтобы начать размещение датчика для электромиографии (ЭМГ) в системе NMES, попросите испытуемого сесть на стул. Поместите электроды ЭМГ и NMES двусторонне на передние мышцы медиальной икроножной мышцы и большеберцовой кости субъекта. Затем подключите электроды к беспроводной системе моделирования NMES.

Затем поместите электроэнцефалограмму, или ЭЭГ-шапочку, на голову субъекта, следуя международной системе 10-20. Используйте проводящую пасту, чтобы приклеить электроды, показанные здесь, к коже головы, прежде чем подключать их к беспроводной гарнитуре ЭЭГ. Поместите два пассивных электрода ЭЭГ выше и ниже одного глаза, чтобы получить вертикальную электроокулограмму, или ЭОГ.

Добавьте еще два на внешний камни каждого глаза, чтобы захватить горизонтальную ЭОГ. Наконец, поместите два пассивных электрода ЭЭГ на мочки ушей субъекта, которые будут служить электродами сравнения ЭЭГ. Сначала поместите айтрекер чуть ниже монитора компьютера с визуальной обратной связью и подключите его к компьютеру с визуальной обратной связью с помощью порта USB 3.

Затем попросите испытуемого сесть за стол на расстоянии 50 сантиметров от айтрекера, отрегулируйте монитор компьютера с визуальной обратной связью так, чтобы глаза испытуемого находились в центре монитора. В компьютере визуальной обратной связи откройте сервер племени глаз и племя глаз, когда вы смотрите на него, чтобы убедиться, что глаза объекта обнаружены Гуи, и выполнить процедуру калибровки трекера глаза. Затем попросите испытуемого посмотреть прямо на монитор компьютера с визуальной обратной связью, чтобы получить визуальные подсказки.

Запустите процедуру калибровки айтрекера, щелкнув вкладку калибровки в Gooey. Запустите визуальный подчеркивание stimulous dot exc в папке Smart Eye, чтобы выполнить интерфейс на основе виртуальной реальности. Затем запустите программу smart eye dot exc, присутствующую в папке smart eye, чтобы получить данные о взгляде объекта, которые синхронизированы с задачей на основе виртуальной реальности.

Попросите испытуемого следить за фиксированными и движущимися визуальными стимулами в различных положениях на экране компьютера с визуальной обратной связью, чтобы оценить движения глаз после инсульта. Сначала подключите айтрекер и датчики балансировочной доски к компьютеру с визуальной обратной связью. Включите балансборд, или датчик ВВ.

Нажмите кнопку на датчике BB, чтобы сделать пульт дистанционного управления обнаруживаемым в меню. Нажмите на значок отображения или скрытия на панели задач системы, а затем нажмите значок устройства Bluetooth. Затем нажмите на опцию «Добавленное устройство» и подключите BB как устройство Bluetooth без использования кода к компьютеру с визуальной обратной связью.

После того, как балансировочная доска будет подключена к компьютеру с визуальной обратной связью, откройте папку VBT и запустите файл с точкой m интерфейса We BB, чтобы установить интерфейс Matt lab BB. Попросите испытуемого встать на балансировочной доске. Нажмите OK, чтобы начать калибровку, затем введите вес объекта и нажмите OK еще раз.

Далее подключите и включите датчик захвата движения к компьютеру сбора данных и убедитесь, что он полностью загрузился, на что указывает зеленый свет. Откройте папку LSL и запустите программное обеспечение Mocap, чтобы начать потоковую передачу данных датчика захвата движения. Включите системы сбора данных ЭЭГ и ЭОГ, подключенные к компьютеру сбора данных.

Для этого сначала откройте папку LSL и откройте open vibe acquisition server с помощью LSL dot cmd. Наконец, выберите emotive EPOC в меню для ЭЭГ и ЭОГ и настройте модуль, нажав на свойства драйвера. Затем нажмите «Подключиться» и «Играть», чтобы запустить сервер захвата.

Начните с того, что попросите испытуемого встать на балансборд и прикрепить страховочный ремень. Установите минимальный базовый уровень NMES для вертикального стояния, установив частоту стимуляции на 20 хурц. Затем увеличьте длительность импульса и уровень тока в программном обеспечении NMES, установленном в компьютере сбора данных, до тех пор, пока не будет достигнуто вертикальное положение.

Для VBT с помощью NMES попросите испытуемого сесть на стул лицом к датчику захвата движения, поставив ноги на балансировочную доску. Запустите программу calib sensors в папке сбора данных, чтобы собрать данные калибровки нескольких датчиков. Наконец, попросите испытуемого выполнить самостоятельно инициируемые движения с максимальной досягаемостью в разных направлениях, которые влияют на расположение центра масс в визуальной обратной связи.

Начните с запуска программы collect baseline в папке data collect для сбора базовых данных в состоянии покоя, с открытыми глазами, данными с нескольких датчиков. Для этого попросите испытуемого постоять неподвижно в течение двух минут и посмотреть прямо на расположение центра масс на визуальной обратной связи. Затем запустите собранную программу VBT в папке сбора данных для сбора данных во время VBT.

Подключите видеовыход компьютеров с визуальной обратной связью к проекционному экрану и запустите интеллектуальный файл задач IVRT dot exe в папке VBT на компьютере с визуальной обратной связью, чтобы запустить умные задачи IVRT Gooey. Затем попросите испытуемого обратить внимание на звуковую и визуальную подсказку на экране компьютера и как можно быстрее направьте курсор к случайно представленным периферийным целям. После фазы перемещения попросите объект удерживать курсор в целевом месте в течение одной секунды.

После фазы удержания периферии попросите испытуемого вернуться в центральное положение удержания, пока система получает две координаты d центра давления субъекта и две координаты d данных взгляда. Особенности взгляда были собраны с помощью айтрекера для количественной оценки производительности испытуемых во время плавного выполнения задания для последующего сравнения с данными ВБТ после инсульта. Затем, для VBT, протокол, используемый для модификации функциональной задачи досягаемости, количественно оценил способность субъекта произвольно перемещать положение своего центра давления как можно быстрее, не теряя равновесия, при этом получая визуальную обратную связь.

Здесь данные EOG показывают, что во время VBT отношение FD, или отношение длительности фиксации на мишени, и длительности фиксации на курсоре, увеличивалось, в то время как нормализованная среднеквадратичная ошибка уменьшалась. При попытке проведения этой процедуры очень важно учитывать безопасность и комфорт пациента с инсультом. Мы ожидаем, что система реабилитации равновесия на основе виртуальной реальности будет эффективной для лечения нарушений равновесия у пациентов с инсультом.

Таким образом, после этой процедуры другие дополнительные клинические меры, такие как клинический показатель равновесия и подвижности, могут быть далеки от полного знания количественных показателей по сравнению с другими стандартными клиническими параметрами, чтобы мы могли получить полную картину функционального дефицита пациента с инсультом и мы могли бы всесторонне решить эту проблему в реабилитации.