Лечение с помощью интерфейса мозг-компьютер для Реабилитация походки у пациентов, перенесших инсульт

Инсульт является основной причиной смертности и долгосрочной инвалидности во всем мире, часто приводя к функциональному дефициту нижних конечностей, что существенно влияет на качество жизни пациентов. Несмотря на обширные усилия по терапии, многие выжившие после инсульта испытывают постоянные нарушения, включая нарушение походки. Были разработаны различные методы реабилитации для решения проблемы восстановления походки, при этом недавние исследования были сосредоточены на таких вмешательствах, как электромеханическая тренировка и функциональная электростимуляция (ФЭС).

Прочитайте оригинальную статью в frontiers

Исследование 2018 года, проведенное Mehrholz et al., провело сетевой метаанализ для оценки эффективности различных вмешательств для реабилитации походки после инсульта. Исследование показало, что тренировка с использованием конечного эффектора (EGAIT_EE) значительно улучшила скорость ходьбы по сравнению с традиционной реабилитацией ходьбы. Кроме того, пассивные методы лечения, такие как FES, показали свою эффективность в снижении мышечных спазмов и содействии восстановлению моторики.

Интеграция BCI революционизирует реабилитационную терапию для улучшенного восстановления моторики

Последние достижения в реабилитационной терапии включают интеграцию интерфейсов мозг-компьютер (BCI) для улучшения двигательного воображения (MI) и обеспечения обратной связи замкнутого цикла. BCI на основе MI предлагают новый подход к реабилитации, позволяя пациентам заниматься умственными задачами, связанными с движением, тем самым облегчая нейронную реорганизацию и восстановление моторики. Исследования продемонстрировали эффективность объединения технологии BCI с обратной связью FES, предполагая, что сенсорная обратная связь в реальном времени, основанная на намерении пациента к движению, может привести к лучшим результатам реабилитации, включая улучшение скорости ходьбы.

Целью этого клинического исследования является изучение эффективности объединения технологии BCI с обратной связью MI и FES для восстановления моторики нижних конечностей у пациентов, перенесших инсульт. Изучая связь между этим новым методом реабилитации и результатами терапии, включая изменения скорости ходьбы, исследование стремится предоставить информацию об оптимизации стратегий реабилитации после инсульта. Будут проведены сравнения с традиционными методами лечения, такими как EGAIT_EE, что подчеркнет потенциальные преимущества интеграции технологии BCI в программы реабилитации.

Австрийское исследование демонстрирует многообещающие результаты терапии инсульта с использованием BCI

Исследование, одобренное Ethikkommission des Landes Oberösterreich и Bundesamt für Sicherheit im Gesundheitswesen в Австрии, включало пациентов, перенесших инсульт, проходящих обучение по двигательному воображению (MI) с поддержкой интерфейса мозг-компьютер (BCI). Участники дали согласие и прошли оценку до и после вмешательства. Критерии включения включали неврологическую стабильность и способность следовать инструкциям. Критерии исключения включали медицинские состояния, влияющие на участие.

22 пациента, в основном в хронической фазе, остались после отказа от участия. Функциональный базовый уровень оставался стабильным до вмешательства. Были зарегистрированы персональные данные и функциональные оценки, включая скорость походки с помощью теста ходьбы на 10 метров (10MWT), Timed Up and Go (TUG), шкалы баланса Берга (BBS) и функциональной классификации ходьбы (FAC). Целью исследования была оценка улучшений походки, равновесия, диапазона движений, двигательной функции и познавательных способностей.

В исследовании использовались различные оценочные шкалы и тесты для оценки эффектов терапии интерфейса мозг-компьютер (BCI) на двигательные и когнитивные функции у пациентов с неврологическими заболеваниями. Спастичность оценивалась с помощью модифицированной шкалы Эшворта (MAS) со специальными шкалами для спастичности голеностопного сустава (MASAnkle) и коленного сустава (MASKnee). Диапазон движений (ROM) для движений голеностопного сустава и колена анализировался с помощью цифрового гониометра. Мышечная сила голеностопного сустава и колена измерялась с помощью ручного мышечного теста (MMT), а двигательные нарушения оценивались с помощью оценки Фугля-Майера (FMA) для верхних и нижних конечностей. Индекс Бартеля (BI) использовался для оценки повседневной активности.

Когнитивная функция оценивалась с помощью цветового теста Струпа (SCWT) и Монреальской когнитивной оценки (MOCA). Для обнаружения мозговых сигналов использовались шапочки с электродами ЭЭГ, а для вызова движения применялась функциональная электрическая стимуляция (FES). Участникам было поручено представлять движения во время задач Motor Imagery (MI), при этом сигналы ЭЭГ обрабатывались с использованием общих пространственных паттернов (CSP) и линейного дискриминантного анализа (LDA) для классификации.

Точность классификации в автономном режиме оценивалась с помощью 10-кратной перекрестной проверки. Статистический анализ включал парные выборочные t-тесты или ранговые тесты знаков Уилкоксона для сравнения результатов оценки в одной и той же группе пациентов, при этом значения p корректировались с использованием False Discovery Rate (FDR) для множественных сравнений. Функциональные улучшения анализировались в разные временные точки после терапии: сразу после терапии (Post1), через месяц (Post2) и через шесть месяцев (Post3).

«Многообещающие результаты: терапия BCI улучшает походку и двигательные функции у пациентов, перенесших инсульт»

Исследование включало получение письменного информированного согласия участников на потенциальную публикацию идентифицируемых изображений или данных. Первоначально были оценены двадцать семь пациентов, двое из которых были исключены из-за того, что место инсульта не соответствовало критериям. Оставшиеся двадцать пять были отнесены к группе вмешательства BCI, но трое выбыли, двое из-за проблем с транспортировкой и один из-за потери интереса. Следовательно, двадцать два пациента завершили сеансы BCI, результаты которых были проанализированы далее.

Исследование оценивало различные тесты на функцию походки и баланс, включая тест ходьбы на 10 метров (10MWT) и тест Timed Up and Go (TUG). Значительные улучшения наблюдались по обоим параметрам 10MWT (самостоятельно выбранная скорость и быстрая скорость) с сокращением времени теста и увеличением скорости после терапии. Результаты теста TUG также показали значительные улучшения как по времени теста, так и по скорости.

Баллы функциональной классификации передвижения (FAC) улучшились у двух пациентов. Однако тест баланса Берга (BBS) показал минимальное улучшение из-за эффектов потолка. Улучшения активного диапазона движений (ROM) были значительными для сгибания голеностопного сустава и колена, а также тыльного сгибания голеностопного сустава, как при активных, так и при пассивных движениях. Спастичность голеностопного сустава значительно снизилась после терапии, как было измерено с помощью модифицированной шкалы Эшворта (MAS). Мануальные мышечные тесты (MMT) показали значительные улучшения в сгибании голеностопного сустава, тыльном сгибании голеностопного сустава и разгибании колена, с небольшими улучшениями в сгибании колена.

Исследование оценивало эффективность программы терапии для пациентов, перенесших инсульт, с упором на двигательную функцию, когнитивные способности и повседневную деятельность. Двигательная функция верхних и нижних конечностей оценивалась с помощью оценки Fugl-Meyer (FMA). Хотя были отмечены улучшения в показателях FMA, они не были статистически значимыми. Однако повседневная деятельность, оцениваемая с помощью индекса Бартела, показала значительное улучшение. Когнитивные способности оценивались с помощью Монреальской когнитивной оценки и цветового словесного теста Stroop, со смешанными результатами.

BCI-терапия демонстрирует долгосрочные улучшения верхних конечностей и походки у пациентов, перенесших инсульт

Были проанализированы долгосрочные эффекты, которые показали значительное улучшение функциональности верхних конечностей и комфортной скорости походки через шесть месяцев после терапии. Терапия включала систему интерфейса мозг-компьютер (BCI), которая показала положительные результаты в точности двигательного воображения и улучшении скорости походки. Были проведены сравнения с другими методами реабилитации, такими как электромеханические устройства для ходьбы и функциональная электрическая стимуляция, что показало сопоставимые улучшения скорости походки.

Обсуждение BCI-терапии подчеркивает чувствительность оценки и потребности в будущих исследованиях

Обсуждались такие вопросы, как чувствительность шкал оценки, в частности FMA-LE, при выявлении изменений в способности к походке и ограничения исследования, включая отсутствие контрольной группы и хроническую стадию у пациентов, перенесших инсульт.

Несмотря на ограничения, терапия не показала побочных эффектов, проводилась этично и получила согласие пациентов. Дальнейшие исследования с более крупными выборками и контрольными группами могут дать больше информации об эффективности терапии.

Прочитайте оригинальную статью в frontiers