Kumpulan Riset Klinis|Sistem Assistive BCIs berbasis EEG yang dapat dipakai untuk Rehabilitasi Stroke

Mar 14, 2023

Latar belakang penelitian
Kombinasi BCI dan robot bantu merupakan pengobatan baru untuk rehabilitasi stroke. Namun, sebagian besar studi yang ada didasarkan pada pengaturan sistem yang rumit, peralatan yang mahal dan besar. Pada penelitian ini, sistem antarmuka otak-komputer EEG yang dapat dipakai untuk rehabilitasi fungsi tangan dirancang untuk melakukan uji klinis. Sistem ini terdiri dari tutup EEG yang disesuaikan, penguat komersial, dan rangka luar tangan. Selain itu, sistem menyertakan antarmuka visual untuk kenyamanan pengguna. Percobaan mendaftarkan enam peserta sehat dan dua pasien stroke untuk memverifikasi keamanan dan efektivitas sistem.

metode

Untuk memverifikasi keamanan dan keefektifan sistem, 6 subjek sehat (1 perempuan dan 5 laki-laki, berusia 23±3 tahun) dari Universitas Shanghai Jiao Tong dan 2 pasien stroke (tangan kanan terpengaruh) dari departemen rehabilitasi Rumah Sakit Huashan. direkrut untuk berpartisipasi dalam penelitian. Sesi pelatihan 6-menit dilakukan untuk setiap subjek, di mana subjek melakukan eksekusi motorik tangan kanan (tangan yang terkena stroke pasien untuk melakukan upaya gerakan) sesuai dengan isyarat visual. Persegi panjang merah muncul di kanan atau tengah layar, masing-masing menunjukkan eksekusi tindakan (atau upaya) atau istirahat. Tugas berlangsung selama 4 detik hingga salib putih menghilang. Direkomendasikan agar subjek sehat mengulang mengepalkan dan mengepalkan tangan 3-4 kali, dan pasien stroke diinstruksikan untuk melakukan upaya motorik selama tugas motorik. Tes online mirip dengan sesi latihan, kecuali bahwa semua kotak merah muncul di tengah layar, yang memungkinkan subjek memilih untuk menggerakkan tangan mereka (atau upaya latihan) atau beristirahat sesuka hati. Hasil pengujian diberikan kepada pengguna umpan balik visual dan proprioseptif melalui layar dan rangka luar tangan segera setelah penyelesaian tugas. Ada tiga uji coba online, masing-masing berisi 20 uji coba. Setiap subjek dapat beristirahat di antara lari. Semua subjek diminta untuk menahan diri dari gerakan otot wajah atau lengan tambahan selama percobaan.

Hasil

Rata-rata akurasi pelatihan offline dan online masing-masing sebesar 84,91 persen dan 79,38 persen. Tujuh subjek memiliki akurasi online lebih dari 70 persen, lima subjek lebih dari 80 persen, dan satu subjek lebih dari 90 persen.

Perturbasi Spektral Terkait Peristiwa (ERSP) menunjukkan hal itukorteks sensorimotor diaktifkan di kedua dan pita selama pelatihan gerakan tangan kanan, dengan aktivasi yang lebih kuat di sisi yang sama.Sementara itu, seperti yang diharapkan, keadaan tidak terkendali tidak menunjukkan aktivasi yang signifikan baik pada saluran C3 maupun C4. Dalam tes online, belahan otak kiri dan kanan diaktifkan untuk melakukan gerakan tangan kanan.

 

Kesimpulan

Studi ini mendemonstrasikan sistem antarmuka otak-komputer yang dapat dipakai untuk rehabilitasi fungsi tangan setelah stroke. Hasil diferensiasi tugas motorik sebelumnya mengkonfirmasi kelayakan perangkat ini, yang menunjukkan potensi aplikasi klinis yang besar.

Referensi: Qin Z, Xu Y, Shu X, dkk. eConHand: Sistem Antarmuka Komputer-Otak yang Dapat Dipakai untuk Rehabilitasi Stroke[C]// 2019 9Konferensi IEEE/EMBS Internasional ke-th tentang Rekayasa Saraf (NER). IEEE, 2019.