运动意象脑机接口在脑卒中后上肢运动功能障碍康复中的应用

摘要

本研究旨在为脑卒中后上肢运动功能障碍运动意象脑机接口（MI-BCI）的标准临床操作提供重要参考。

摘要

中度或重度上肢运动功能障碍患者脑卒中后康复效果较差，由于遇到的困难，一直是研究的重点。脑机接口（BCI）是脑神经科学研究中的热门前沿技术。它是指将使用者或主体的感官知觉、意象、认知和思维直接转化为动作，不依赖周围神经或肌肉，在大脑和外部设备之间建立直接的沟通和控制通道。运动意象脑机接口（MI-BCI）是康复作为一种非侵入性康复手段最常见的临床应用。先前的临床研究证实，MI-BCI对中风后患者的运动功能障碍有积极改善。然而，目前缺乏临床操作示范。为此，本文详细阐述了MI-BCI治疗脑卒中后中重度上肢功能障碍患者的治疗，并通过临床功能评估和脑功能评估结果展示了MI-BCI的干预效果，为临床康复应用和机制研究提供思路和参考。

引言

近85%的脑卒中患者存在运动功能障碍¹，特别是由于中重度上肢运动功能障碍患者的康复效果有限，严重影响了患者独立日常生活的能力，一直是研究的重点和难点。非侵入性脑机接口 （BCI） 被称为中风² 后运动功能障碍康复的新兴治疗方法。脑机接口是将使用者或主体的感官知觉、意象、认知和思维直接转化为行动，不依赖周围神经或肌肉，在大脑和^{外部设备之间}建立直接的沟通和控制通道3。目前，脑机接口用于临床康复的范式包括运动意象（MI）、稳态视觉诱发电位（SSVEP）和听觉诱发电位（AEP）P300⁴，其中最常用和方便的是运动意象脑机接口（MI-BCI）。心肌梗死是一种干预措施，它使用视觉/动觉运动图像来可视化运动任务（如手、手臂或脚的运动）的执行。一方面，先前的研究表明，心肌梗死期间相关运动皮层的激活与实际的运动执行相似⁵。另一方面，与其他范式不同，MI可以通过运动记忆激活特定的活动区域，而无需任何外部刺激来改善运动功能;这有利于在中风患者中实施，特别是当与听力障碍相结合时⁶.

此外，MI-BCI 已被证明对改善中风患者的运动功能障碍具有积极作用。Cheng等人报道，与简单的软性机器人手套干预相比，基于MI-BC....

研究方案

该项目获得广州医科大学第五附属医院医学伦理协会立项（批准编号：广州医科大学第五附属医院医学伦理协会批准。KY01-2021-05-01）于2021年8月19日。该试验于2021年8月19日在中国临床试验注册中心注册（注册号：ChiCTR2100050162）。所有患者均签署了知情同意书。

1. 招聘

1. 纳入标准
   1. 招募符合第四届全国脑血管病学学术会议制定的脑卒中诊断标准的患者;通过脑部计算机断层扫描或磁共振成像确诊脑卒中，病程≥ 6 个月;在 Brunnstrom 1-3 期中风导致单手功能障碍;蒙特利尔认知评估 （MoCA） ≥ 26;年龄从50岁到75岁不等;右撇子占上风;自愿签署知情同意书的。
2. 排除标准
   1. 排除既往有上肢骨折、上肢畸形等病史的患者;其状况不稳定或在实验过程中发生变化，影响实验结果;因严重的心、肺、肝、肾等重要器官疾病无法完成实验的;严重认知功能障碍或失语症;患有严重精神障碍;服用降低癫痫发作阈值的药物;有任何可能受到经颅磁刺激 （TMS） 产生的磁场影响的植入装置或金属。

2. MI-BCI培训

注：本研究选择基于运动图像的上肢手功能康复机器人。该装置包括脑电图....

讨论

脑卒中后中重度上肢运动功能障碍的康复期长，恢复困难，一直是临床康复研究的重点¹⁸。传统的上肢康复训练多为简单的外周介入治疗或中枢介入治疗¹⁹.同时，由于中度和重度肢体功能障碍患者缺乏积极参与，主要采用被动治疗，康复效果较差²⁰。因此，不断开发新的中风康复技术/策略具有重要意义²¹.MI-BCI作为一种无创康?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
MI-BCI	Rui Han, China	RuiHan Bangde	NA
E-Prime		version 3.0	behavioral research software.
fNIRS	Hui Chuang, China	NirSmart-500	NA
NirSpark			preprocess near-infrared data