Raccolta di ricerca clinica|Un sistema BCI assistivo indossabile basato su EEG per la riabilitazione dell'ictus

Mar 14, 2023

Contesto della ricerca
La combinazione di BCI e robot ausiliario è un nuovo trattamento per la riabilitazione dell'ictus. Tuttavia, la maggior parte dello studio esistente si basa su complesse configurazioni di sistema, apparecchiature costose e ingombranti. In questo studio, un sistema di interfaccia cervello-computer EEG indossabile per la riabilitazione della funzione della mano è progettato per eseguire prove cliniche. Questo sistema è composto da un cappuccio EEG personalizzato, un amplificatore commerciale e un esoscheletro manuale. Inoltre, il sistema include l'interfaccia visiva per comodità degli utenti. Lo studio ha arruolato sei partecipanti sani e due pazienti colpiti da ictus per verificare la sicurezza e l'efficacia del sistema.

Metodo

Per verificare la sicurezza e l'efficacia del sistema, 6 soggetti sani (1 femmina e 5 maschi, di età compresa tra 23 e 3 anni) della Shanghai Jiao Tong University e 2 pazienti con ictus (tutti affetti dalla mano destra) del reparto di riabilitazione dell'ospedale di Huashan sono stati reclutati per partecipare allo studio. Per ogni soggetto è stata condotta una sessione di allenamento di 6-minuti, in cui i soggetti hanno eseguito l'esecuzione motoria della mano destra (la mano interessata del paziente colpito da ictus per tentare un movimento) in base a segnali visivi. Un rettangolo rosso appare sulla destra o al centro dello schermo, indicando rispettivamente l'esecuzione dell'azione (o il tentativo) o il riposo. Il compito dura 4 secondi finché la croce bianca non scompare. Si raccomanda che i soggetti sani ripetano la chiusura e l'estensione dei pugni 3-4 volte e che i pazienti con ictus siano istruiti a fare tentativi motori durante le attività motorie. Il test online era simile alla sessione di allenamento, tranne per il fatto che tutti i rettangoli rossi apparivano al centro dello schermo, il che permetteva ai soggetti di scegliere se muovere la mano (o tentare l'esercizio) o riposare a piacimento. I risultati del test vengono forniti agli utenti feedback visivo e propriocettivo tramite uno schermo e un esoscheletro manuale poco dopo il completamento dell'attività. Sono disponibili tre sessioni di test online, ciascuna contenente 20 prove. Ogni soggetto può riposare tra una corsa e l'altra. A tutti i soggetti è stato chiesto di astenersi da qualsiasi ulteriore movimento muscolare del viso o del braccio durante l'esperimento.

Risultato

La precisione media della formazione offline e online è rispettivamente dell'84,91% e del 79,38%. Sette soggetti avevano una precisione online superiore al 70%, cinque superiore all'80% e uno superiore al 90%.

L'Event-related Spectral Perturbation (ERSP) lo ha dimostratola corteccia sensomotoria è stata attivata in entrambe le bande durante l'allenamento del movimento della mano destra, con un'attivazione più forte sullo stesso lato.Nel frattempo, come previsto, lo stato incontrollato non ha mostrato alcuna attivazione significativa sui canali C3 o C4. Nel test online, entrambi gli emisferi sinistro e destro sono stati attivati ​​per eseguire movimenti con la mano destra.

 

Conclusione

Questo studio dimostra un sistema di interfaccia cervello-computer indossabile per la riabilitazione della funzione della mano dopo l'ictus. I risultati della differenziazione del compito motorio confermano preliminarmente la fattibilità di questo dispositivo, che mostra un grande potenziale applicativo clinico.

Riferimento: Qin Z, Xu Y, Shu X, et al. eConHand: un sistema di interfaccia cervello-computer indossabile per la riabilitazione da ictus[C]// 2019 9th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER). IEEE, 2019.