뇌졸중 환자의 보행 재활을 위한 뇌-컴퓨터 인터페이스 치료
출판물뇌졸중은 전 세계적으로 사망 및 장기 장애의 주요 원인이며 종종 하지 기능적 결함을 초래하여 환자의 삶의 질에 큰 영향을 미칩니다. 광범위한 치료 노력에도 불구하고 많은 뇌졸중 생존자들은 보행 능력 저하를 포함한 영구적인 장애를 경험합니다. 보행 회복을 해결하기 위해 다양한 재활 방법이 개발되었으며, 최근 연구는 전기 기계 보조 훈련 및 기능적 전기 자극(FES)과 같은 중재에 중점을 두고 있습니다.
Mehrholz 등 의 2018년 연구 . 뇌졸중 후 보행 재활을 위한 다양한 중재의 효과를 평가하기 위해 네트워크 메타 분석을 실시했습니다. 이 연구에서는 말단 장치 보조 훈련(EGAIT_EE)이 기존 보행 재활에 비해 보행 속도를 크게 향상시키는 것으로 나타났습니다. 또한 FES와 같은 수동 요법은 근육 경련을 줄이고 운동 회복을 돕는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다.
BCI 통합으로 운동 회복 강화를 위한 재활 치료에 혁명을 일으키다
BCI ) 를 통합하여 운동 이미지(MI)를 향상하고 폐쇄 루프 피드백을 제공하는 것이 포함됩니다. MI 기반 BCI는 환자가 운동과 관련된 정신적 작업에 참여할 수 있도록 하여 신경 재구성 및 운동 회복을 촉진함으로써 재활에 대한 새로운 접근 방식을 제공합니다. 연구에 따르면 BCI 기술과 FES 피드백을 결합하면 환자의 움직임 의도에 따른 실시간 감각 피드백이 보행 속도 개선을 포함한 더 나은 재활 결과로 이어질 수 있음이 입증되었습니다.
이 임상 시험은 뇌졸중 환자의 하지 운동 회복을 위해 BCI 기술과 MI 및 FES 피드백을 결합하는 효과를 조사하는 것을 목표로 합니다. 이 새로운 재활 방법과 보행 속도의 변화를 포함한 치료 결과 사이의 관계를 탐구함으로써 이 연구는 뇌졸중 재활 전략을 최적화하는 데 대한 통찰력을 제공하고자 합니다. EGAIT_EE와 같은 전통적인 치료법과 비교하여 BCI 기술을 재활 프로그램에 통합하는 것의 잠재적 이점을 강조합니다.
오스트리아 연구에서는 BCI 강화 뇌졸중 치료에 대한 유망한 결과를 보여줍니다.
Ethikkommission des Landes Oberösterreich 및 Bundesamt für Sicherheit 의 승인을 받은 연구 나는 오스트리아의 Gesundheitswesen 에서는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 지원 운동 이미지(MI) 교육을 받는 뇌졸중 환자가 참여했습니다. 참가자들은 동의를 제공하고 중재 전후 평가를 받았습니다. 포함 기준에는 신경학적 안정성과 지시 사항을 따르는 능력이 포함되었습니다. 제외 기준에는 참여에 영향을 미치는 의학적 상태가 포함되었습니다. 주로 만성 단계에 있는 22명의 환자가 중단 후에도 남아있었습니다. 기능적 기준선은 개입 전 안정적으로 유지되었습니다. 10미터 걷기 테스트(10MWT)를 통한 보행 속도, TUG(Timed Up and Go), BBS(Berg Balance Scale) 및 FAC(기능적 보행 분류)를 포함한 개인 데이터 및 기능 평가가 기록되었습니다. 이 연구는 보행, 균형, 운동 범위, 운동 기능 및 인지의 개선을 평가하는 것을 목표로 했습니다.
이 연구에서는 신경학적 질환이 있는 환자의 운동 및 인지 기능에 대한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 치료의 효과를 평가하기 위해 다양한 평가 척도와 테스트를 사용했습니다. 경직은 발목 ( MASAnkle ) 및 무릎( MASKnee ) 경직 에 대한 특정 척도를 사용하여 수정된 Ashworth 척도(MAS)를 사용하여 평가되었습니다 . 발목과 무릎 움직임의 운동 범위(ROM)는 디지털 각도계를 사용하여 분석 되었습니다. 발목과 무릎의 근력은 MMT(Manual Muscle Test)로 측정하였고, 운동장애는 FMA(Fugl Meyer Assessment)를 이용하여 상지와 하지에 대해 평가하였다. Barthel Index(BI)는 일상 생활 활동을 평가하는 데 사용되었습니다. 인지 기능은 Stroop Color -Word Test(SCWT)와 Montreal Cognitive Assessment(MOCA)를 사용하여 평가되었습니다. 뇌 신호 감지를 위해 전극이 달린 뇌파 캡을 사용했고, 움직임을 유도하기 위해 FES(Functional Electrical Stimulation)를 적용했습니다. 참가자들은 분류를 위해 공통 공간 패턴(CSP) 및 선형 판별 분석(LDA)을 사용하여 처리된 EEG 신호를 사용하여 MI(운동 영상) 작업 중 움직임을 상상하도록 지시 받았습니다. 오프라인 분류 정확도는 10겹 교차 검증을 통해 추정되었습니다. 통계 분석에는 동일한 환자 그룹 내 평가 결과를 비교하기 위한 쌍 표본 t-검정 또는 Wilcoxon 부호 순위 검정이 포함되었으며, 다중 비교를 위해 FDR(False Discovery Rate)을 사용하여 p-값이 수정되었습니다. 기능적 개선은 치료 후 다양한 시점, 즉 치료 직후(1단계), 1개월(2단계), 6개월(3단계)에서 분석 되었습니다.
“유망한 결과: BCI 치료는 뇌졸중 환자의 보행 및 운동 기능을 향상시킵니다.
이 연구에는 식별 가능한 이미지나 데이터의 잠재적인 게시에 대해 참가자로부터 서면 동의를 얻는 것이 포함되었습니다. 27명의 환자가 초기에 평가되었으며, 뇌졸중 위치가 기준을 충족하지 않아 2명은 제외되었습니다. 나머지 25명은 BCI 개입 그룹에 배정되었으나 3명은 탈락했고, 2명은 교통 문제로, 1명은 관심 상실로 인해 탈락했다. 결과적으로, 22명의 환자가 BCI 세션을 완료했으며 그 결과가 추가로 분석되었습니다 .
이 연구에서는 10MWT(10미터 걷기 테스트) 및 TUG(Timed Up and Go) 테스트를 포함하여 보행 기능 및 균형에 대한 다양한 테스트를 평가했습니다. 10MWT 매개변수(자체 선택 속도 및 빠른 속도) 모두에서 상당한 개선이 관찰되었으며, 치료 후 테스트 시간이 단축되고 속도가 증가했습니다. TUG 테스트 결과에서도 테스트 시간과 속도 모두 크게 개선된 것으로 나타났습니다.
두 환자의 FAC(기능적 보행 분류) 점수가 향상되었습니다. 그러나 BBS(Berg Balance Test)에서는 천장 효과로 인해 최소한의 개선이 나타났습니다. 능동 운동 범위(ROM) 개선은 능동 및 수동 운동 모두에서 발목과 무릎 굴곡 및 발목 배측 굴곡에서 중요했습니다. 수정된 Ashworth 척도(MAS)로 측정했을 때 발목의 경직은 치료 후 크게 감소했습니다. 도수 근육 테스트(MMT)에서는 발목 굴곡, 발목 배측 굴곡, 무릎 신전이 크게 개선되었으며, 무릎 굴곡이 약간 개선된 것으로 나타났습니다.
이 연구에서는 운동 기능, 인지 능력, 일상 생활 활동에 초점을 맞춘 뇌졸중 환자 치료 프로그램의 효과를 평가했습니다. FMA(Fugl-Meyer Assessment)를 사용하여 상지 및 하지의 운동 기능을 평가했습니다. FMA 점수가 향상되었으나 통계적으로 유의하지는 않았습니다. 그러나 Barthel Index로 평가한 일상생활활동은 상당한 개선을 보였습니다. 인지 능력은 몬트리올 인지 평가(Montreal Cognitive Assessment)와 스트루프 컬러 워드(Stroop Color Word) 테스트를 사용하여 평가되었으며 결과가 엇갈렸습니다.
BCI 치료는 뇌졸중 환자의 장기적인 상지 및 보행 개선을 보여줍니다
장기적인 효과를 분석한 결과 , 치료 6개월 후 상지 기능과 편안한 보행 속도가 크게 개선된 것으로 나타났습니다. 이 치료법에는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시스템이 포함되어 있으며, 이는 운동 이미지 정확도와 보행 속도 개선에 긍정적인 결과를 보여주었습니다. 전기 기계 보행 장치 및 기능적 전기 자극과 같은 다른 재활 기술과의 비교가 이루어졌으며 이는 보행 속도가 비슷한 수준으로 향상되었음을 나타냅니다.
BCI 치료 토론은 평가 민감도 및 향후 연구 요구 사항을 강조합니다.
논의 포인트에는 보행 능력의 변화를 감지하는 평가 척도, 특히 FMA-LE의 민감도와 대조군의 부족 및 뇌졸중 환자의 만성 단계를 포함한 연구의 한계가 포함되었습니다.
한계에도 불구하고 치료는 부작용이 없었고 윤리적으로 진행되었으며 환자의 동의를 얻었습니다. 더 큰 표본 크기와 대조군을 대상으로 한 추가 연구를 통해 치료 효과에 대한 더 많은 통찰력을 얻을 수 있습니다.
