JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Erratum Notice
  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Erratum
  • Reprints and Permissions

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. Read More ...

Summary

מטרת מחקר זה היא לספק התייחסות חשובה לפעולה הקלינית הסטנדרטית של ממשק מוח-מחשב של דימוי מוטורי (MI-BCI) עבור תפקוד מוטורי לקוי של הגפיים העליונות לאחר שבץ.

Abstract

ההשפעה השיקומית של חולים עם תפקוד מוטורי בינוני או חמור של הגפיים העליונות לאחר שבץ מוחי היא ירודה, ועמדה במוקד המחקר בשל הקשיים בהם נתקלו. ממשק מוח-מחשב (BCI) מייצג טכנולוגיה חמה בחזית במחקר מדעי המוח. הוא מתייחס להמרה ישירה של התפיסה החושית, הדימוי, הקוגניציה והחשיבה של משתמשים או נבדקים לפעולות, ללא הסתמכות על עצבים או שרירים היקפיים, כדי ליצור ערוצי תקשורת ושליטה ישירים בין המוח למכשירים חיצוניים. ממשק מוח-מחשב של דימוי מוטורי (MI-BCI) הוא היישום הקליני הנפוץ ביותר של שיקום כאמצעי שיקום לא פולשני. מחקרים קליניים קודמים אישרו כי MI-BCI משפר באופן חיובי תפקוד מוטורי בחולים לאחר שבץ. עם זאת, חסרה הדגמה של פעולה קלינית. לשם כך, מחקר זה מתאר בפירוט את הטיפול ב- MI-BCI בחולים עם תפקוד בינוני וחמור של הגפיים העליונות לאחר שבץ מוחי ומראה את השפעת ההתערבות של MI-BCI באמצעות הערכת תפקוד קליני ותוצאות הערכת תפקוד המוח, ובכך מספק רעיונות והפניות ליישום שיקום קליני ומחקר מנגנון.

Introduction

כמעט 85% מחולי השבץ סובלים מתפקוד מוטורילקוי 1, במיוחד בשל ההשפעה השיקומית המוגבלת של חולים עם תפקוד מוטורי בינוני וחמור של הגפיים העליונות, המשפיעה קשות על יכולתם של החולים לחיות חיי יום יום עצמאיים ומהווה מוקד וקושי במחקר. ממשק מוח-מחשב לא פולשני (BCI) ידוע כטיפול מתפתח לשיקום תפקוד מוטורי לקוי לאחר שבץמוחי 2. ממשק מוח-מחשב הוא המרה ישירה של תפיסה חושית, דמיון, קוגניציה וחשיבה של משתמשים או נבדקים לפעולות, ללא הסתמכות על עצבים היקפיים או שרירים, כדי ליצור ערוצי תקשורת ובקרה ישירים בין המוח להתקנים חיצוניים3. כיום, הפרדיגמות של BCI לשיקום קליני כוללות דימויים מוטוריים (MI), פוטנציאלים מעוררים חזותיים במצב יציב (SSVEP), ופוטנציאלים מעוררים שמיעתיים (AEP) P3004, כאשר הנפוץ והנוח ביותר הוא ממשק מוח-מחשב של דימוי מוטורי (MI-BCI). MI היא התערבות המשתמשת בדימויים מוטוריים חזותיים/קינסתטיים כדי לדמיין ביצוע משימות מוטוריות (כגון תנועות יד, זרוע או רגל). מצד אחד, מחקרים קודמים הראו כי הפעלה של קליפת המוח המוטורית הקשורה במהלך MI דומה לביצוע מוטורי בפועל5. מצד שני, בניגוד לפרדיגמות אחרות, MI יכול להפעיל אזור מסוים של פעילות באמצעות זיכרון מוטורי ללא כל גירוי חיצוני לשיפור התפקוד המוטורי; זה תורם ליישום בחולי שבץ, במיוחד בשילוב עם תפקוד לקוי של שמיעה6.

יתר על כן, MI-BCI הוכח כבעל השפעה חיובית על שיפור תפקוד מוטורי בחולי שבץ. צ'נג ועמיתיו דיווחו כי בהשוואה להתערבות רובוטית רכה פשוטה, הכפפה הרובוטית הרכה המבוססת על MI-BCI בשילוב עם משימות המכוונות לפעילויות חיי היומיום הראו שיפור תפקודי ברור יותר וחוויה קינסתטית מתמשכת יותר בחולי שבץ כרוני לאחר 6 שבועות של התערבות. יתר על כן, הוא גם הצליח לעורר את התפיסה של תנועות מוטוריות7. בנוסף, אנג ועמיתיו כללו 21 חולי שבץ כרוני עם תפקוד לקוי בינוני עד חמור של הגפיים העליונות לצורך התערבות אקראית. התפקוד הקליני הוערך לפני ואחרי התערבות על ידי הערכת פוגל-מאייר של הגפיים העליונות (FMA-UE). התוצאות הראו כי בהשוואה להתערבות רובוטית פשוטה של ידית הפטית (HK) (קבוצת HK) והתערבות סטנדרטית לטיפול בזרועות (קבוצת SAT), אפקט רווח התנועה של HK המבוסס על התערבות MI-BCI (קבוצת BCI-HK) היה טוב משמעותית מזה של שתי הקבוצות האחרות8. עם זאת, הפעולה הספציפית של MI-BCI עדיין דורשת סטנדרטים נורמטיביים, ויש להבין את מנגנון העיצוב מחדש העצבי, המגביל את היישום הקליני והקידום של MI-BCI. לכן, על ידי הצגת תהליך ההתערבות של MI-BCI בחולה שבץ גבר בן 36 עם תפקוד מוטורי בגפיים העליונות, מחקר זה יסכם את השינויים בתוצאות התפקודיות ואת העיצוב מחדש של תפקוד המוח לפני ואחרי ההתערבות כדי להדגים את תהליך הפעולה המלא של MI-BCI ולספק רעיונות והפניות ליישום שיקום קליני ומחקר מנגנון.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

פרויקט זה אושר על ידי איגוד האתיקה הרפואית של בית החולים המסונף החמישי של האוניברסיטה הרפואית גואנגז'ו (אישור מס '. KY01-2021-05-01) בתאריך 19 באוגוסט 2021. הניסוי נרשם במרשם הניסויים הקליניים הסיני (מספר רישום: NO. ChiCTR2100050162) ב-19 באוגוסט 2021. כל המטופלים חתמו על טופס הסכמה מדעת.

1. גיוס

  1. קריטריוני הכללה
    1. לגייס חולים העומדים בקריטריונים האבחנתיים של שבץ מוחי שנוסחו על ידי הכנס הלאומי הרביעי למחלות כלי דם במוח; יש אפופלקסיה מוחית מאושרת על ידי טומוגרפיה ממוחשבת במוח או הדמיית תהודה מגנטית עם מהלך המחלה ≥ 6 חודשים; היה שבץ שהוביל לתפקוד לקוי ביד אחת בשלב 1-3 של ברונסטרום; יש הערכה קוגנטיבית מונטריאול (MoCA) ≥ 26; בגילאי 50 עד 75 שנים; הימין גובר; חתמו מרצון על ההסכמה מדעת.
  2. קריטריוני אי-הכללה
    1. לא לכלול חולים עם היסטוריה קודמת של שבר בגפיים העליונות, עיוות של הגפה העליונה, וכו '; מצבם אינו יציב או מתרחשים שינויים במהלך הניסוי, המשפיעים על תוצאות הניסוי; לא מסוגל להשלים את הניסוי בשל מחלות לב, ריאות, כבד וכליות חמורות ואיברים חשובים אחרים; תפקוד קוגניטיבי חמור או אפזיה; סובל מהפרעות נפשיות חמורות; נטילת תרופות המפחיתות את סף ההתקפים; יש כל מכשיר מושתל או מתכת שעשויים להיות מושפעים מהשדה המגנטי שנוצר על ידי גירוי מגנטי תוך גולגולתי (TMS).

2. אימון MI-BCI

הערה: הרובוט השיקומי לתפקוד גפיים עליונות המבוסס על דימויים מוטוריים נבחר במחקר זה. ההתקן כולל כובע אלקטרואנצפלוגרם (EEG) (איור 1A), מסוף מחשב (כלומר, ממשק בקרה; איור 1B), מניפולטור חיצוני (איור 1E), ומסך תצוגת מחשב בגודל 23 אינץ' (איור 1C).

  1. הכנת נושאים
    1. הסבר את מטרת ההכשרה ושיטת האימון וציין אותן עבור הנושאים.
    2. שים את כובע MI-BCI EEG על הנושא כדי להבטיח שנקודת ה- Cz של ראש הנושא חופפת לנקודת Cz של הכובע 9,10. נקודת ה-Cz של הנושא היא קודקוד מרכז הראש. כדי לאשר זאת, בדוק את נקודת ההצטלבות של קו חרוזי האוזן והקו החציוני האנושי העובר דרך מרכז האף והגבה. קבע את נקודת ה- Cz של מכסה ה- EEG על פי מערכת המיקום הבינלאומית 10-20 EEG11.
    3. שמור את האוזניים חשופות מתפר האוזן של כובע הראש, וכוונן את רצועת הסנטר כדי לתקן את כובע הראש.
    4. הכנס 24 אלקטרודות טבולות במי מלח רגילים לחריץ של כובע ה- EEG וקליפ 2 אלקטרודות ייחוס לשתי אונות האוזן.
      הערה: יש לשמור את האלקטרודה במצב רטוב ללא טפטוף. אם האלקטרודה יבשה מדי, תהליך קליטת אות ה-EEG יושפע. אם האלקטרודה רטובה מדי, המלח המטפטף עלול להשפיע על הביצועים התפקודיים של הנבדק.
    5. כמפעיל, שימו לב לרכישת EEG במהלך האימון. אם יש טווח קטן של הפרעות EEG, תחילה לשקול אם האלקטרודה המתאימה מראה יובש, מחסור במים, או תנאים אחרים עם האימון. בשלב זה, יש להפסיק את האימון ואת רכישת ה-EEG באופן מיידי ולהרטיב כראוי את האלקטרודה לפני שהאימון נמשך.
    6. אם לאות ה-EEG יש טווח רחב של הפרעות, ראשית שקול אם אלקטרודת הייחוס נפלה או לא. בשלב זה, להפסיק את האימון מיד להדק את אלקטרודת הייחוס תנוך האוזן שוב.
    7. שים את המניפולטור על המטופל והתאם אותו לתנוחת אימון נוחה כדי למנוע כאבי אמה בגפיים העליונות הנגרמים על ידי הידוק יתר או החלקה.
  2. תפעול תוכנה
    1. פתח את תוכנת האימון MI-BCI רובוט שיקום תפקוד יד בגפיים העליונות, לחץ על רשימת המשתמשים והזן את פרטי המטופל כולל שם, שם מחלה, תאריך לידה, תאריך מחלה ומיקום הצד הפגוע.
    2. כוונן את יציבות אות ה-EEG כך שלא יהיה עומס ברור.
    3. לחץ על לחצן EEG במנוחה כדי לאפשר למטופל להשלים את תהליך רכישת EEG במנוחה בהתאם להנחיות הקוליות והטקסטואליות: אנא עצמו את עיניכם כדי להירגע ואנא פקחו את עיניכם. זה נמשך 60 שניות.
    4. לחץ על לחצן הגדרת משימה כדי להגדיר את רמת הקושי של המשימה ואת משך האימון. הגדירו את רמת הקושי הראשונית כלפי מעלה או מטה מרמה 9 בהתאם למצב בפועל של המטופלים, והגדירו את משך האימון ל-30 דקות.
    5. במהלך האימון, מערכת MI-BCI תתאים באופן אוטומטי את רמת הקושי של המשימה בהתאם לביצועי המטופל. בדוק את רמת הקושי באימון כפי שהיא משתקפת בגודל החפצים שנתפסים; ככל שרמת הקושי של המשימה גבוהה יותר, כך החפצים שנתפסו עדינים יותר.
    6. לחץ על הלחצן Task EEG כדי להתחיל את ההכשרה הרשמית. המסך בצד המטופל מציג: אנא עצמו את עיניכם והירגעו למשך 5 שניות.
    7. לאחר 5 שניות, המסך בצד המטופל מציג: אנא פקחו את עיניכם ודמיינו את היד שלכם פתוחה/הכינו אגרוף, שנמשך 3 שניות. בקש מהמטופל לעקוב אחר הפקודות שעל המסך.
    8. המסך בצד המטופל מציג את סרטון הפתיחה/וידאו המרתק, כדי לסייע למטופל לדמות את הפעולות המודגמות בסרטון בדמיון. בקש מהמטופל לבצע משימת דמיון תנועתי זו שנמשכת 5 שניות.
    9. המערכת מחלצת את אות ה-EEG של הדמיון המוטורי של המטופל, משתמשת באלגוריתם כדי לנתח את ציון הכוונה המוטורית ומציגה אותו על המסך של הצד של המטופל. בדוק את משוב הרובוט, שיוצג ב -4 שניות.
      הערה: המודל שאומץ על ידי מערכת MI-BCI הוא FBCNet (סינון רב-תחומי + קונבולוציה של הפרדת ערוצים + שכבת שונות + FC) לחילוץ תכונות וניקוד אותות EEG12. ערך הסף של מערכת MI-BCI נקבע בהתבסס על מספר רב של נתוני ניסויים קליניים ואלגוריתם EEG מרכזי. ערך הסף הוא 60 נקודות.
    10. בדוק את כוונת המנוע המוצגת. אם הכוונה המוטורית של המטופל היא ≥ 60 נקודות (ערך סף), המערכת מכירה בכך שהפעולה שצוינה הושגה. אם כוונת המטופל לזוז < 60 נקודות, והמערכת קובעת כי המטופל אינו יכול לבצע את התנועה שצוינה, ודא כי השמע מנחה את המטופל להמשיך ולא להתייאש והמטופל עומד בכך.
    11. במהלך תהליך האימון, צפו בצורת הגל של EEG בזמן אמת. אם יש מצב חריג, השהה את האימון בזמן והפעל מחדש את האימון לאחר שהאות מותאם להיות יציב. אם המטופל סובל מכאב או אי נוחות במהלך האימון, הפסק את האימון ורשום את סיבת הסיום.

3. הערכה קלינית

  1. איסוף מידע
    1. לאסוף ולתעד מידע אישי בסיסי על הנושאים, כגון שם, מין, תאריך לידה, רמת השכלה וכו '.
    2. להשלים את אוסף ההיסטוריה הרפואית של הנבדק, כגון היסטוריה קלינית, היסטוריה תרופתית, היסטוריה אישית וכו '.
  2. הערכת תפקוד מוטורי
    1. להעריך את הערכת פוגל-מאייר של הגפיים העליונות (FMA-UE)13 על נבדקי שבץ.
      הציון הכולל הוא 66. ככל שהציון גבוה יותר, כך הביצועים התפקודיים של המטופל טובים יותר.
    2. הערך את מבחן התפקוד המוטורי של וולף (WMFT)14 על נבדקי שבץ. הציון הכולל הוא 85. ככל שהציון גבוה יותר, כך הביצועים התפקודיים של המטופל טובים יותר.
  3. הערכת תפקוד קוגנטיבי
    1. להעריך את בדיקת המצב המיני-מנטלי (MMSE)15 על נבדקי שבץ. על פי רמת ההשכלה, חלקו את הציון לאנאלפביתים ≤17, רמת השכלה של בית ספר יסודי ≤20 ורמת השכלה של חטיבת ביניים ומעלה ≤24.
  4. הערכת תפקוד רגשי
    1. להעריך את סולם החרדה של המילטון (HAMA)16 על נבדקי שבץ. טווחי הציונים הם: ≥21, ניכרת חרדה; ≥14 נקודות, בהחלט יש חרדה; ויותר מ 7 נקודות, עלול להיות חרדה. ציון של פחות מ-7 מצביע על כך שאין סימפטומים של חרדה.
    2. הערך את סולם הדיכאון של המילטון (HAMD)17 על נבדקי שבץ. ציון < 7 הוא ממוצע, ציון 7-17 מציין כי האדם עלול לסבול מדיכאון, ציון 17-24 מציין כי ניתן לאבחן את האדם כסובל מדיכאון, וציון >24 מציין כי האדם סובל מדיכאון חמור.

4. הערכת תפקוד המוח fNIRS

עבור מחקר זה, מקמו 10 מקורות ו-12 גלאים על כובעי ראש הבדיקה fNIRS כדי להתאים לשמונת אזורי העניין (ROIs) במחקר זה, כולל קליפת המוח הקדם-מצחית הגבית-צדית הדו-צדדית (DLPFC), קליפת המוח המקדמת הגבית-צדית (PMC), קליפת המוח המוטורית הראשונית הגבית-צדית (M1) וקליפת המוח החושית הראשונית הגבית-צדית (S1; איור 2).

  1. הכנת הנושא
    1. הסבר את מטרת האימון ושיטת האימון וציין אותם עבור הנושאים. לוודא שהנבדקים מבינים את הניסוי ומכירים את הנהלים הרלוונטיים; זה עוזר לשפר את היענות המטופלים.
    2. שים את כובע ראש הבדיקה fNIRS על הנושא, קבע את נקודת ה- Cz של ראש הנבדק וודא שהיא עולה בקנה אחד עם נקודת ה- Cz של כובע הראש כמתואר בשלב 2.1.2.
    3. כוונן את כובע הראש לנושא כדי לוודא ששתי האוזניים חשופות מתפר האוזן של הכובע, קצוות האוזן הדו-צדדיים של הכובע מותאמים באופן טבעי לתהליך המסטואיד הדו-צדדי, הקצה המוביל של הכובע מותאם באופן טבעי למצח, והקצה הנגרר מותאם באופן טבעי לחלק העורפי האחורי. כוונן את רצועת הסנטר כדי לתקן את הכובע.
    4. התאימו את הידוק רצועת הלסת בהתאם. אם הוא רופף מדי, זה יוביל לתזוזה של כובע הראש במהלך הניסוי, מה שיגרום למיקום לא מדויק וישפיע על רכישת האות. אם זה הדוק מדי, זה יגרום אי נוחות לנושא, אשר יפחית ציות להשפיע על הביצועים הפונקציונליים של הנושא.
  2. איסוף ואיסוף מוקדם של נתונים
    1. הזן את תוכנת הבקרה fNIRS, בחר את נושא הניסוי וצור תיקי טיפול בחולה בהתאם למידע על המטופל.
    2. לחץ על הלחצן Pre-collection כדי לכייל את האותות. בהתאם לעוצמת האות של האתר המוצג על ידי מערכת הדמיה תפקודית של המוח התת-אדום הקרוב, שפר את עוצמת האות והיציבות של האתר על ידי התאמת מקור האור או מקלט כובע הראש כך שיהיה קרוב יותר לקרקפת של הנבדק.
    3. כאשר המערכת מציגה את כל האתרים כירוקים, עוצמת האות יציבה. עצור את האיסוף מראש ולחץ על לחצן רווח אוטומטי כדי לבצע את ההתאמה הסופית לאות.
      הערה: בתהליך טרום האיסוף, מערכת הדימות התפקודי של המוח התת-אדום הקרוב מציגה צבעים שונים כדי לייצג את עוצמות האות של אתרים. אפור מייצג עוצמת אות נמוכה, צהוב מייצג עוצמת אות טובה, ירוק מייצג עוצמת אות מצוינת ואדום מייצג עוצמת אות חזקה מדי.
    4. לחץ על לחצן התחל כדי לאסוף את האותות. התבונן ותעד תנאים שונים בניסוי, כגון תנודות אות ומגע אלקטרודות לקוי.
  3. fNIRS-הערכת משימות מוטוריות
    1. בחר את פרדיגמת המשימה המוטורית במערכת fNIRS.
    2. הניחו את הגפה העליונה של המטופל על שולחן הבדיקה ובקשו ממנו לנוח 10 שניות לפני הניסוי.
    3. בקשו מהמטופל לעקוב אחר קצב התרגיל כדי לתפוס את היד הפגועה בשלושה בלוקים במהלך הניסוי, כל בלוק כולל 30 שניות משימה ו-30 שניות מנוחה. כל משימה מורכבת מ -15 ניסיונות, כל ניסוי כולל 1 s אחיזה ו 1 s פתיחה של התפיסה.
    4. במהלך כל מנוחה, בקשו מהמטופלים לעצום עיניים ולנוח. אם הנבדק אינו מסוגל לתפוס את היד הפגועה, בקש מהנבדק לבצע תרגיל של דימוי מוטורי. הבדיקה נמשכת 190 שניות (איור 3). לאחר השלמת כל שלושת הבלוקים, סיים את המשימה, שמור את הנתונים וייבא אותם למסד הנתונים שנבנה בעצמו.
  4. fNIRS-הערכת מטלה קוגנטיבית (משימת Stroop)
    1. הפעל תוכנת מחקר התנהגותי ובחר את פרדיגמת המשימה הקוגנטיבית . בחר את תיקי הטיפול של המטופל ולאחר מכן בחר את מבחן ההלימה.
    2. בקש מהנבדק להניח את היד הבריאה על כפתור המקלדת, ולאחר מכן בקש מהנבדק לנוח במשך 10 שניות לפני תחילת תקופת הניסיון. בצע שלושה בלוקים של מבחן ההלימה, כל בלוק כולל 60 שניות משימה ו -30 שניות מנוחה. כל מטלה מורכבת מ-10 ניסויים, שכל אחד מהם מורכב מקיבוע של 2000 מילישניות ותגובת-גירוי של 4000 מילישניות עם משך כולל של 280 שניות (איור 4).
      1. כאשר סמל שמאלי מוצג בצד שמאל של גופן השדה, לחץ על לחצן ← במקלדת בהקדם האפשרי בהתאם למשמעות התו (כלומר, שמאל).
      2. כאשר סמל ימין מוצג בצד שמאל של רשת השדה, לחץ על לחצן → במקלדת בהקדם האפשרי בהתאם למשמעות התו (כלומר, ימין).
    3. בחר את מבחן אי-ההתאמה; ההליך זהה לזה של מבחן ההלימה.
      1. כאשר סמל ימין מוצג בצד שמאל של גופן השדה, התעלם ממשמעות התו ולחץ על לחצן ← במקלדת בהקדם האפשרי בהתאם למיקום שבו הטקסט מופיע (כלומר, שמאל).
      2. כאשר סמל שמאל מוצג בצד ימין של גופן השדה, התעלם ממשמעות התו ולחץ על לחצן → במקלדת בהקדם האפשרי בהתאם למיקום הטקסט (כלומר, ימין).
    4. השלם את המשימה, שמור את הנתונים וייצא אותם למסד הנתונים שנוצר באופן עצמי.

5. לאחר הטיפול

  1. לבצע את ההערכה כפי שנעשתה להערכת תפקוד קליני והערכת תפקוד המוח fNIRS בטרום הטיפול. בצע את כל ההערכות לאחר סיום האימוןהעשירי (ראה שלבים 3.1 עד 4.4 לקבלת פרטים).

6. עיבוד וניתוח נתונים

  1. סיכום וניתוח המידע האישי של המטופלים ונתוני סולם ההערכה הקלינית.
  2. השתמש בתוכנה מסחרית כדי לעבד מראש נתונים אינפרא-אדום קרוב. ביצוע חיסול מרווחי זמן ותנועה של בדיקות הפרעה, בחירת מסנן פסים (0.01-0.2 הרץ) להסרת רעש, חישוב השינויים היחסיים של המוגלובין מחומצן (HbO) והמוגלובין לא מחומצן (HbR) על פי חוק באר-למברט המתוקן והמרת אות הצפיפות האופטית לאות ריכוז חמצן בדם.
    הערה: HbO רגיש יותר לשינויים בין תנאים שונים מאשר HbR, ולכן רק נתוני HbO משמשים בתכנית מחקר זו לניתוח הבא.
  3. בחר HbO בסוג חמצן בדם כנתוני ניתוח. הגדר את מטריצת העיצוב GLM ובחר את שלב המשימה במשימה. לחץ על לחצן הערכה כדי להתאים את מטריצת העיצוב שהוקמה לנתונים שנאספו.
  4. השתמש במודל המתאם הליניארי שהוקם כדי לחשב את ערך הביתא בכל החזר השקעה. יצא את הפרמטרים, קצב הדיוק (ACC) וזמן התגובה (RT), במשימת Stroop באמצעות תוכנת המחקר ההתנהגותי.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

המחקר מציג את התפקוד הקליני ואת העיצוב מחדש של תפקוד המוח לפני ואחרי התערבות MI-BCI בחולה שבץ גבר בן 36. יותר מ-4 חודשים לאחר דימום מוחי, תוצאות ההדמיה הראו מוקד דימום כרוני באונה הקדמית הימנית ובאזור הכתר הקרינתי של גרעיני הבסיס הימניים. המטופל אובחן עם תפקוד מוטורי בגפיים שמאל במהלך החלמה מדי...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

תקופת השיקום לתפקוד מוטורי בינוני וחמור של הגפיים העליונות לאחר שבץ מוחי ארוכה וההחלמה קשה, דבר שעמד מאז ומתמיד במוקד המחקר השיקומי הקליני18. אימון מסורתי לשיקום גפיים עליונות הוא לרוב התערבות היקפית פשוטה או התערבות מרכזית19. בינתיים, בשל היעדר השתתפות פעילה של ח...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע של מחוז גואנגדונג (No.2023A1515010586), פרויקט בניית טכנולוגיה אופיינית קלינית גואנגזו (2023C-TS19), פרויקט תכנון מדעי החינוך של מחוז גואנגדונג (No.2022GXJK299), תוכנית ההדרכה הכללית של בריאות עירונית גואנגזו ותכנון המשפחה (20221A011109, 20231A011111), 2022 גואנגג'ואו השכלה גבוהה איכות הוראה ורפורמה בהוראה פרויקט הרפורמה בהוראה להשכלה גבוהה פרויקט כללי (No.2022JXGG088/02-408-2306040XM), 2022 פרויקט תוכנית לשיפור יכולת החדשנות של סטודנטים באוניברסיטה הרפואית גואנגז'ו (No.PX-66221494/02-408-2304-19062XM), פרויקט תכנון מדעי החינוך ברמת בית הספר 2021 (2021: NO.45), 2023 קרן בנייה גדולה לתואר ראשון מהשורה הראשונה של אוניברסיטה ברמה גבוהה (2022JXA009, 2022JXD001, 2022JXD003)/(02-408-2304-06XM), פרויקט מחקר אוניברסיטאי של לשכת החינוך של גואנגזו (מס '202235384), 2022 פרויקט איכות הוראה ורפורמת הוראה לתואר ראשון של האוניברסיטה הרפואית גואנגזו (2022 מס '33), הקרן הלאומית למדע של מחוז גואנגדונג (מס '2021A1515012197), וקרן גואנגג'ואו והאוניברסיטה (מס '202102010100).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
MI-BCIRui Han, ChinaRuiHan BangdeNA
E-Prime version 3.0behavioral research software.
fNIRSHui Chuang, ChinaNirSmart-500NA
NirSparkpreprocess near-infrared data

References

  1. Dawson, J., et al. Vagus nerve stimulation paired with rehabilitation for upper limb motor function after ischaemic stroke (VNS-REHAB): a randomised, blinded, pivotal, device trial. Lancet. 397 (10284), 1545-1553 (2021).
  2. Lin, Q., et al. The Frequency Effect of the Motor Imagery Brain Computer Interface Training on Cortical Response in Healthy Subjects: A Randomized Clinical Trial of Functional Near-Infrared Spectroscopy Study. Frontiers in Neuroscience. 16, 810553(2022).
  3. Carino-Escobar, R. I., et al. Longitudinal Analysis of Stroke Patients' Brain Rhythms during an Intervention with a Brain-Computer Interface. Neural Plasticity. 2019, 7084618(2019).
  4. Mane, R., Chouhan, T., Guan, C. BCI for stroke rehabilitation: motor and beyond. Journal of Neural Engineering. 17 (4), 041001(2020).
  5. Khan, M. A., Das, R., Iversen, H. K., Puthusserypady, S. Review on motor imagery based BCI systems for upper limb post-stroke neurorehabilitation: From designing to application. Computers In Biology And Medicine. 123, 103843(2020).
  6. Hendricks, H. T., van Limbeek, J., Geurts, A. C., Zwarts, M. J. Motor recovery after stroke: a systematic review of the literature. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 83 (11), 1629-1637 (2002).
  7. Cheng, N., et al. Brain-Computer Interface-Based Soft Robotic Glove Rehabilitation for Stroke. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 67 (12), 3339-3351 (2020).
  8. Ang, K. K., et al. Brain-computer interface-based robotic end effector system for wrist and hand rehabilitation: results of a three-armed randomized controlled trial for chronic stroke. Frontiers in Neuroengineering. 7, 30(2014).
  9. Nuwer, M. R., et al. IFCN standards for digital recording of clinical EEG. The International Federation of Clinical Neurophysiology. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 52, 11-14 (1999).
  10. Klem, G. H., Lüders, H. O., Jasper, H. H., Elger, C. The ten-twenty electrode system of the International Federation. The International Federation of Clinical Neurophysiology. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 52, 3-6 (1999).
  11. Uwe Herwig,, Peyman Satrapi,, Schönfeldt-Lecuona, C. Using the international 10-20 EEG system for positioning of transcranial magnetic stimulation. Brain Topography. , (2003).
  12. Mane, R., Robinson, N., Vinod, A. P., Lee, S. W., Guan, C. A Multi-view CNN with Novel Variance Layer for Motor Imagery Brain Computer Interface. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2020, 2950-2953 (2020).
  13. Sanford, J., Moreland, J., Swanson, L. R., Stratford, P. W., Gowland, C. Reliability of the Fugl-Meyer assessment for testing motor performance in patients following stroke. Physical Therapy. 73 (7), 447-454 (1993).
  14. Martinez, C., et al. A Reaching Performance Scale for 2 Wolf Motor Function Test Items. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 101 (11), 2015-2026 (2020).
  15. Dufouil, C., et al. Population norms for the MMSE in the very old: estimates based on longitudinal data. Mini-Mental State Examination. Neurology. 55 (11), 1609-1613 (2000).
  16. Thompson, E. Hamilton Rating Scale for Anxiety (HAM-A). Occupational Medicine. 65 (7), 601(2015).
  17. Zimmerman, M., Martinez, J. H., Young, D., Chelminski, I., Dalrymple, K. Severity classification on the Hamilton Depression Rating Scale. Journal of Affective Disorders. 150 (2), 384-388 (2013).
  18. Bai, X., et al. Different Therapeutic Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on Upper and Lower Limb Recovery of Stroke Patients with Motor Dysfunction: A Meta-Analysis. Neural Plasticity. 2019, 1372138(2019).
  19. Dimyan, M. A., Cohen, L. G. Neuroplasticity in the context of motor rehabilitation after stroke. Nature Reviews Neurology. 7 (2), 76-85 (2011).
  20. Bai, Z., Fong, K. N. K., Zhang, J. J., Chan, J., Ting, K. H. Immediate and long-term effects of BCI-based rehabilitation of the upper extremity after stroke: a systematic review and meta-analysis. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 17 (1), 57(2020).
  21. Yang, W., et al. The Effect of Brain-Computer Interface Training on Rehabilitation of Upper Limb Dysfunction After Stroke: A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Frontiers in Neuroscience. 15, 766879(2021).
  22. Pandian, S., Arya, K. N. Stroke-related motor outcome measures: do they quantify the neurophysiological aspects of upper extremity recovery. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 18 (3), 412-423 (2014).
  23. Potter, S. M., El Hady, A., Fetz, E. E. Closed-loop neuroscience and neuroengineering. Frontiers in Neural Circuits. 8, 115(2014).
  24. Nowak, D. A., Grefkes, C., Ameli, M., Fink, G. R. Interhemispheric competition after stroke: brain stimulation to enhance recovery of function of the affected hand. Neurorehabilitation and Neural Repair. 23 (7), 641-656 (2009).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Erratum


Formal Correction: Erratum: Motor Imagery Brain-Computer Interface in Rehabilitation of Upper Limb Motor Dysfunction After Stroke
Posted by JoVE Editors on 9/14/2023. Citeable Link.

An erratum was issued for: Motor Imagery Brain-Computer Interface in Rehabilitation of Upper Limb Motor Dysfunction After Stroke. The Authors section was updated from:

Yongchun Jiang1,2,3
Junxiao Yin4
Biyi Zhao1,3,5
Yajie Zhang1,3
Tingting Peng1,3
Wanqi Zhuang1,3
Siqing Wang1,3
Siqi Huang1,3
Meilian Zhong1,2,3
Yanni Zhang1,3
Guibing Tang1,3
Bingchi Shen6
Haining Ou1,3
Yuxin Zheng2,3 
Qiang Lin2,3
1Guangzhou Medical University
2Department of Rehabilitation Medicine, The Seventh Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University
3Department of Rehabilitation Medicine, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
4Clinical Medical College of Acupuncture and Rehabilitation, Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine
5School of Traditional Chinese Medicine, Jinan University
6Department of Stomatology, Second Clinical Medical College, Dongguan Campus of Guangdong Medical University
 

to:

Yongchun Jiang1,2,3
Junxiao Yin4
Biyi Zhao1,3,5
Yajie Zhang1,3
Tingting Peng1,3
Wanqi Zhuang1,3
Siqing Wang1,3
Siqi Huang1,3
Meilian Zhong1,3
Yanni Zhang1,3
Guibing Tang1,3
Bingchi Shen6
Haining Ou1,3
Yuxin Zheng2,3 
Qiang Lin2,3
1Guangzhou Medical University
2Department of Rehabilitation Medicine, The Seventh Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University
3Department of Rehabilitation Medicine, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
4Clinical Medical College of Acupuncture and Rehabilitation, Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine
5School of Traditional Chinese Medicine, Jinan University
6Department of Stomatology, Second Clinical Medical College, Dongguan Campus of Guangdong Medical University
 

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved