אימון בגפיים העליון ולאחריו אימון בגפיים התחתונות עם מערכת שיקום ממשק מוח-מחשב
פרסומיםשבץ מוחי נותר חשש בריאותי עולמי משמעותי, המשפיע על שיעורי התמותה והנכות למרות ההתקדמות במניעה ובטיפול. התאוששות מוטורית לאחר שבץ מוחי לרוב אינה מספקת, כאשר ניצולים רבים מתמודדים עם ליקויים בגפיים העליונות והתחתונות המשפיעות על הפעילות היומיומית. ממשקי מוח-מחשב (BCIs) מציעים דרך מבטיחה לשיקום מוטורי, תוך שימוש בפעילות עצבית כדי לשלוט במכשירים חיצוניים. מחקר זה חוקר את היעילות של מערכת BCI המשתמשת בדימויים מוטוריים, גירוי חשמלי פונקציונלי (FES) ומשוב חזותי באמצעות אווטאר תלת מימדי בשיפור תפקוד הגפיים העליונות והתחתונות בחולי שבץ. 19 משתתפים עברו טיפולי BCI רצופים, עם הערכות שנערכו לפני ואחרי כל טיפול כדי להעריך תוצאות תפקודיות
המחקר יישם גישה טיפולית חדשה לחולי שבץ תוך שימוש בטכנולוגיית Brain-Computer Interface (BCI) בשילוב עם גירוי חשמלי פונקציונלי (FES) ומשוב ויזואלי תלת-ממדי מציאותי. המטופלים חבשו כובעי EEG אלחוטיים עם 16 אלקטרודות פעילות המכסות את הקורטקס הסנסומוטורי במהלך פגישות הטיפול. עבור טיפול בגפיים העליונות (UE), המטופלים ישבו עם אמות הידיים שלהם מונחות על שולחן עם אלקטרודות FES משטח המחוברות למרחיבות פרק כף היד. במהלך טיפול בגפיים התחתונות (LE), המטופלים ישבו כשהרגל הפגועה מורמת מעט, ואלקטרודות FES הונחו על מפרקי כף היד והרגל.
טיפול ב-BCI משופר בדמיון מוטורי מראה תוצאות מבטיחות בהערכות קליניות
במהלך מפגשי טיפול, מטופלים עסקו במשימות של דמיון מוטורי (MI), תוך שהם מדמיינים כיפוף גב של הצד המתאים. ה-BCI סיפק משוב חזותי ופרופריוצפטיבי סינכרוני אם הוראת ה-MI התאימה לצד ה-MI המסווג. מפגשי הטיפול כללו שלוש ריצות עם 40 ניסויי MI כל אחת, ונתוני EEG שימשו לאימון המסווגן. הערכות קליניות כללו סולמות כגון Fugl-Meyer Assessment (FMA), Barthel Index (BI), Ashworth Scale (MAS), מבחן הליכה של 10 מטר (10MWT) ומבחן Timed Up and Go (TUG). ניתוחים סטטיסטיים בוצעו כדי להעריך שינויים בסולמות הקליניים ובביצועי BCI.
המחקר חושף מאפיינים מרכזיים של המטופל ומדדי טיפול בשיקום שבץ מוחי
מאפייני הבסיס של החולים הראו גיל חציוני של 53.1 שנים, עם זמן חציוני מאז שבץ מוחי של 23.6 חודשים. לרוב החולים היה שבץ איסכמי עם מיקומי נגעים שונים. ציון FMA-UE החציוני לפני טיפול UE היה 19.0 נקודות. הזמן החציוני בין הטיפולים היה 7.4 חודשים, עם מהירות הליכה חציונית של 1.2 מ”ש לפני טיפול LE. ניתוחים סטטיסטיים נועדו להעריך השפעות למידת MI ואת הקשר בין ביצועי BCI במהלך טיפולי UE ו-LE, עם ערכי p מתוקנים עבור ריבוי.
שיפורים לאחר טיפולי BCI לגפיים עליונות ותחתונות
המחקר צפה בשיפורים בתפקוד המוטורי ובפעילויות היומיומיות בחולי שבץ שעברו טיפולי ממשק מוח-מחשב (BCI) לגפיים עליונות (UE) וגפיים תחתונות (LE). עבור טיפול ב-UE, מטופלים הראו עלייה משמעותית בציוני Fugl-Meyer Assessment for Upper Extreme (FMA-UE) (p < 0.001), ציוני Barthel Index (BI) (p < 0.001) והפחתות בספסטיות של פרק כף היד והאצבע (p < 0.001). באופן דומה, טיפול LE הביא לשיפור מהירות ההליכה (p = 0.001), ציוני BI (p = 0.049) וספסטיות מופחתת בקרסול (p = 0.011). הושגו ספים רלוונטיים מבחינה קלינית עבור FMA-UE, BI, Modified Ashworth Scale (MAS), 10-Meter Walk Test (10MWT) ומבחן Timed Up and Go (TUG). לא היו הבדלים משמעותיים בשינויי BI ו-FMA-UE בין טיפולי UE ו-LE, אך טיפול משולב הראה שיפורים משמעותיים הן ב-FMA-UE (p=0.002) והן ב-BI (p=0.007). ביצועי BCI השתפרו במהלך טיפולי UE (p=0.020) אך לא במהלך טיפולי LE (p=0.102). ביצועי BCI חציוניים היו גבוהים יותר ב-LE בהשוואה לטיפול ב-UE (p=0.020), עם מתאם מתון בין ביצועי UE ו-LE BCI (ρ=0.614, p=0.020).
המחקר העריך את ההשפעות של טיפולי Brain-Computer Interface (BCI) על תפקוד מוטורי של הגפיים העליונות (UE) והגפיים התחתונות (LE) בחולי שבץ. לטיפול ב-UE, נעשה שימוש ב-Fugl-Meyer Assessment for Upper Extremity (FMA-UE), שהראה שיפור ממוצע משמעותי של 4.2 נקודות, עם שיפור ממוצע של 22%. רוב החולים, למרות ליקוי חמור, הראו שיפור ניכר. בנוסף, פעילויות חיי היומיום (ADLs) וספסטיות בשורש כף היד השתפרו, אפילו במטופל שלא הראה שיפור ב-FMA-UE. באופן דומה, טיפול ב-LE הראה מהירות הליכה משופרת (10MWT) ב-0.15 מ”ש בממוצע, עם שיפור של 23%. החולים השתפרו גם ב-ADL וספסטיות בקרסול ירדה.
המחקר הדגיש שיפורים דומים למחקרי BCI קודמים, אם כי השתמש באימון דו-צדדי ובמנגנוני משוב שונים. למרות ליקוי חמור, המטופלים הראו מוטיבציה והתקדמות משמעותית הן בטיפולי UE והן בטיפולי LE. יתרה מכך, המחקר חשף שיפורים מתמשכים בתפקוד המוטורי גם לאחר הפסקת הטיפול. המטופלים דיווחו על עדויות אנקדוטיות לשיפור בפעילויות יומיומיות, בניידות ואיכות חיים.
מחקרים עתידיים שואפים לחקור פגישות טיפול מורחבות וריאציות בעצימות האימון. יש לציין כי מטופלים הפגינו למידה ושיפור בביצועי MI לאורך זמן, מה שמעיד על יכולות פנימיות לניצול BCI. למרות שביצועי BCI היו בדרך כלל גבוהים יותר במהלך טיפול ב-LE, הם היו בקורלציה עם ביצועי הטיפול ב-UE, דבר המצביע על גורמים עקביים ספציפיים למטופל המשפיעים על ביצועי BCI. דיוק הסיווג לבקרת BCI עלה על ספי המובהקות, בהשוואה לביצועים אצל אנשים בריאים, מה שמציג את ההיתכנות והיעילות של התערבויות BCI בשיקום שבץ
מחקר מזהה מגבלות במחקר אימון של גפיים עליונות מוח-ממשק מחשב
המחקר הנוכחי מכיר במגבלות מסוימות שיש להתייחס אליהן במחקר עתידי. למרות ששיפורים בעקבות אימון ממשק מחשב מוח בגפיים העליונות (UE) תואמים את הממצאים בספרות הקיימת, היעדר קבוצת UE BCI נפרדת כבקרה מגביל את היכולת להשוות שיפורים שהושגו על ידי חולים העוברים הן UE והן בגפיים התחתונות (LE) אימון BCI נגד אלו שעוברים אך ורק אימון LE BCI. בנוסף, בעוד מדגם המטופל מפגין הטרוגניות בסוג השבץ ובמיקום הנגע, גודלו נותר קטן, מה שמצריך קבוצות גדולות יותר לתובנות מקיפות יותר לגבי שיפורים שנצפו והמתאם שלהם עם מאפייני השבץ
ניטור בזמן אמת חושף את תפקידה של נוירופלסטיות בהחלמה תפקודית
Sebastián-Romagosa et al. (2020b) מדגישים את הפוטנציאל הייחודי של טיפולי BCI לנטר את פעילות המוח במהלך הטיפול, ומציעים תובנות לגבי מנגנוני נוירופלסטיות המניעים שיפורים תפקודיים. במחקר הנוכחי, 19 חולי שבץ עברו אימון BCI הכולל דמיון מוטורי (MI), גירוי חשמלי פונקציונלי (FES), ואווטאר תלת מימדי במשך 25 מפגשים כל אחד לגפיים עליונות ותחתונות. משוב בזמן אמת ניתן באמצעות FES והאווטאר. שיפורים משמעותיים בגפיים ממוקדות ובפעילויות יומיומיות צוינו לאחר טיפול BCI של UE, כולל שיפורי תפקוד מוטורי והפחתה בספסטיות. טיפול LE BCI שלאחר מכן שיפר עוד יותר את ספסטיות הקרסול, ניידות, שיווי משקל ומהירות הליכה, מה שמצביע על יתרונות נוספים מטיפולים עוקבים.
נגישות הנתונים מוגבלת עקב תקנות הפרטיות, ובקשות לגישה למערך נתונים צריכות להיות מופנות לגורם האחראי. התקבל אישור אתי, והמשתתפים סיפקו הסכמה מדעת. המימון למחקר ניתן על ידי FFG, אוסטריה.
