研究背景
BCI と補助ロボットの組み合わせは、脳卒中リハビリテーションの新しい治療法です。 ただし、既存の研究のほとんどは、複雑なシステム設定、高価でかさばる機器に基づいています。 この研究では、手の機能リハビリテーションのためのウェアラブル脳波脳コンピューター インターフェイス システムは、臨床試験を行うために設計されています。 このシステムは、カスタマイズされた EEG キャップ、商用アンプ、および手外骨格で構成されています。 さらに、このシステムには、ユーザーの便宜のために視覚的なインターフェースが含まれています。 この試験には、健康な参加者 6 人と脳卒中患者 2 人が登録され、システムの安全性と有効性が検証されました。
方法
システムの安全性と有効性を検証するために、上海交通大学の 6 人の健康な被験者 (女性 1 人、男性 5 人、年齢 23±3 歳) と、華山病院のリハビリテーション部門の脳卒中患者 2 人 (すべて右手が影響を受けている) が検査されました。研究に参加するために募集されました。 6-分間のトレーニングセッションが各被験者に対して実施され、被験者は視覚的な合図に従って右手の運動実行（ストローク患者の患部の手を動かそうとする）を行いました。 画面の右側または中央に赤い四角形が表示され、それぞれアクションの実行 (または試行) または休止を示します。 このタスクは、白い十字が消えるまで 4 秒間続きます。 健康な被験者は握りこぶしを3-4回繰り返し、脳卒中患者は運動課題中に運動試行を行うように指示されることが推奨されます。 オンライン テストはトレーニング セッションと似ていましたが、すべての赤い四角形が画面の中央に表示され、被験者が自由に手を動かす (または運動を試みる) か休むかを選択できました。 テスト結果は、タスクの完了直後に、画面と手の外骨格を介してユーザーの視覚的および固有受容感覚のフィードバックに提供されます。 3 つのオンライン テスト ランがあり、それぞれに 20 のトライアルが含まれています。 各被験者は、実行の間に休むことができます。 すべての被験者は、実験中、追加の顔面または腕の筋肉の動きを控えるように求められました。
結果
オフラインとオンラインのトレーニングの平均精度は、それぞれ 84.91% と 79.38% です。 7 人の被験者のオンライン精度は 70% 以上、5 人は 80% 以上、1 人は 90% 以上でした。
イベント関連スペクトル摂動 (ERSP) は、感覚運動皮質は、右手の運動トレーニング中に と バンドの両方で活性化され、同じ側でより強い活性化が見られました。一方、予想どおり、制御されていない状態では、C3 または C4 チャネルのいずれにも有意な活性化は示されませんでした。 オンラインテストでは、左半球と右半球の両方が活性化され、右利きの動きが実行されました。
結論
この研究では、脳卒中後の手の機能リハビリテーションのためのウェアラブルなブレイン コンピューター インターフェイス システムを示します。 運動課題分化の結果は、このデバイスの実現可能性を予備的に確認しており、これは大きな臨床応用の可能性を示しています。
参考文献：Qin Z、Xu Y、Shu X、他。 eConHand: 脳卒中リハビリテーションのためのウェアラブル ブレイン コンピューター インターフェース システム[C]// 2019 9神経工学 (NER) に関する国際 IEEE/EMBS 会議。 IEEE、2019年。
