儘管預防和治療取得了進展，中風仍然是一個重大的全球健康問題，影響死亡率和殘疾率。中風後的運動恢復往往不足，許多倖存者面臨上肢和下肢損傷，影響日常活動。腦機介面（BCIs）利用神經活動控制外部設備，為運動復健提供了一個有前景的途徑。本研究調查了 BCI 系統採用運動想像、功能性電刺激 (FES) 和使用 3D 化身的視覺回饋來改善中風患者上肢和下肢功能的功效。 19 名參與者接受了連續的 BCI 治療，並在每次治療之前和之後進行評估以評估功能結果。

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該研究利用腦機介面 (BCI) 技術結合功能性電刺激 (FES) 和逼真的 3D 頭像視覺回饋，為中風患者實施了一種新穎的治療方法。在治療過程中，患者會戴上 16 個主動電極的無線腦電圖帽，覆蓋感覺運動皮質。對於上肢 (UE) 治療，患者坐姿，前臂放在桌子上，表面 FES 電極連接到腕伸肌。在下肢 (LE) 治療期間，患者坐著時將受影響的腿稍微抬高，並將 FES 電極放置在腕部和足部背屈肌上。

BCI 增強運動想像療法在臨床評估中顯示出有希望的結果

在治療過程中，患者進行運動想像（MI）任務，想像各自一側的背屈。如果 MI 指令與分類的 MI 側匹配，BCI 會提供同步視覺和本體感覺回饋。治療療程包括 3 次運行，每次 40 次 MI 試驗，腦電圖資料用於訓練分類器。臨床評估包括 Fugl-Meyer 評估 (FMA)、Barthel 指數 (BI)、改良 Ashworth 量表 (MAS)、10 公尺步行測試 (10MWT) 和計時起行 (TUG) 測試等量表。進行統計分析以評估臨床量表和 BCI 表現的變化。

研究揭示了中風復健的關鍵患者特徵和治療指標

患者的基線特徵顯示，中位年齡為 53.1 歲，中風後中位數時間為 23.6 個月。大多數患者患有缺血性中風，病變部位不同。 UE治療前的中位數FMA-UE評分為19.0分。治療之間的中位數時間為 7.4 個月，LE 治療前的中位數步行速度為 1.2 m/s。統計分析旨在評估 MI 學習效果以及 UE 和 LE 治療期間 BCI 表現之間的關係，並針對多重性校正 p 值。

上肢和下肢 BCI 治療後的改善

研究觀察到接受上肢（UE）和下肢（LE）腦機介面（BCI）治療的中風患者的運動功能和日常生活活動有所改善。對於 UE 治療，患者的 Fugl-Meyer 上肢評估 (FMA-UE) 評分 (p < 0.001)、Barthel 指數 (BI) 評分 (p < 0.001) 顯著增加，手腕和手指痙攣減少 (p < 0.001）。同樣，LE 治療可改善步態速度 (p = 0.001)、BI 評分 (p = 0.049)，並減少踝關節痙攣 (p = 0.011)。 FMA-UE、BI、改良阿什沃斯量表 (MAS)、10 公尺步行測試 (10MWT) 和計時起行測試 (TUG) 均達到臨床相關閾值。 UE 和 LE 治療之間的 BI 和 FMA-UE 變化沒有顯著差異，但合併治療顯示 FMA-UE (p = 0.002) 和 BI (p = 0.007) 均顯著改善。 UE 治療期間 BCI 表現有所改善 (p = 0.020)，但 LE 治療期間則沒有改善 (p = 0.102)。與 UE 治療相比，LE 的 BCI 表現中位數較高 (p = 0.020)，UE 和 LE BCI 表現之間具有中等相關性 (ρ = 0.614，p = 0.020)。

該研究評估了腦機介面（BCI）治療對中風患者上肢（UE）和下肢（LE）運動功能的影響。 UE治療採用Fugl-Meyer上肢評估（FMA-UE），顯示平均改善4.2分，平均改善22%。大多數患者儘管有嚴重的損傷，但仍表現出顯著的改善。此外，即使 FMA-UE 沒有改善的患者，日常生活活動 (ADL) 和手腕痙攣也得到改善。同樣，LE 治療顯示步行速度 (10MWT) 平均提高 0.15 m/s，提高 23%。患者的日常生活活動能力也有所改善，踝關節痙攣程度也減輕。

該研究強調了與先前的 BCI 研究相比的可比較改進，儘管採用了雙邊訓練和不同的回饋機制。儘管有嚴重的損傷，患者在 UE 和 LE 治療中都表現出了積極性並取得了顯著進展。此外，該研究表明，即使在停止治療後，運動功能也能持續改善。患者報告日常活動、活動能力和生活品質改善的軼事證據。

未來的研究旨在探索延長的治療療程和訓練強度的變化。值得注意的是，隨著時間的推移，患者表現出了 MI 表現的學習和改善，這表明 BCI 應用的內在能力。儘管 LE 治療期間 BCI 表現通常較高，但它與 UE 治療表現相關，表明影響 BCI 表現的患者特定因素一致。 BCI 控制的分類準確性超過了顯著性閾值，與健康個體的表現相當，顯示了 BCI 介入在中風復健中的可行性和有效性。

研究發現上肢腦機介面訓練研究的局限性

目前的研究承認了未來研究中應解決的某些限制。儘管上肢 (UE) 腦機介面 (BCI) 訓練後的改善與現有文獻中的發現一致，但缺乏單獨的 UE BCI 組作為對照，限制了比較接受 UE 和下肢訓練的患者所取得的改善的能力(LE) BCI 訓練針對僅接受LE BCI 訓練的人員。此外，雖然患者樣本在中風類型和病變位置方面表現出異質性，但其規模仍然很小，因此需要更大的隊列來更全面地了解觀察到的改善及其與中風特徵的相關性。

即時監測揭示神經可塑性在功能恢復中的作用

塞巴斯蒂安-羅馬戈薩等人。 (2020b) 強調了 BCI 療法在治療期間監測大腦活動的獨特潛力，提供了對推動功能改善的神經可塑性機制的見解。在目前的研究中，19 名中風患者接受了涉及運動想像 (MI)、功能性電刺激 (FES) 和 3D 化身的 BCI 訓練，上肢和下肢各訓練超過 25 次。透過 FES 和化身提供即時回饋。 UE BCI 治療後，目標四肢和日常活動顯著改善，包括運動功能增強和痙攣減少。隨後的 LE BCI 治療進一步改善了踝關節痙攣、活動能力、平衡性和步行速度，顯示序貫治療的額外益處。

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