JNER:一种用于亚急性脊髓损伤病患者手部治疗的BCI-FES系统——一项可用性研究

很多很多人患有肾结石大脑重击（SCI），并且境遇了几十年。根据他们的骨骼肌准确度和丧命的严重持续官能，他们在日常境遇活动（ADL）总体需依赖医护。对于这些人来说，意味着最大的握机能对于ADL至关重要，研究指出，握机能是四肢瘫痪病症的理应。虽然最大持续官能和最快速的机能恢复引发在丧命后的第一年，但出于效益的考虑，病症一般丧命后几个月内病情恶化。这则会限制病症的住院，因为获得物理学疗法和住院的但他却仅限于专业的里心。因此，需易于一种易于常用和合理的解决方案来作出贡献SCI病症的活动中心住院。

大脑-计算机程序接口（BCI）系统设计已与机能官能电激发（FES）相适应，用作里风和大脑重击后的住院，并已被证明在针灸环境里合理。对于病症来说，的系统的合理官能和准确官能很重要，而医护则关注驱动程序特设的简单官能和普通用户用户界面的友好官能。因此，为了试验将BCI的系统引入活动中心医疗工具的考虑官能，需了解三个族群、疗法师、保健者和病症在努力学习和常用的系统全过程里的市场需求和障碍，以便将他们纳入UCD（以普通用户为的里心的设计）全过程。本研究的目标是试验常用基于大众级大脑电系统设计的定制BCI-FES的系统用作大脑重击病症握部疗法住院的考虑官能。本文发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》。

该研究关的三四组BCI-FES常用者：OTs、亚急官能SCI病症及其保健者（通常为家庭成员）。所有与会者都并未参与过BCI。总共招集了8名SCI病症及其医护，但其里一对在一次BCI-FES疗法后退出。在8名SCI病症里，2原称女官能，6原称成人，少于年龄为55.4岁 ± 15.6年。重击基本特征为：C2级重击2实有，C4级重击4实有，C5级重击2实有；四个AIS C表示感觉和运动不只不过重击，运动类别略高于重击类别3级，四个AIS D不只不过重击，但运动类别高于重击类别3级；招集时丧命后少于一段时间为12.4 ± 6.2周（多于6周，最多26周）。在招集的医护里，5原称女官能，3原称成人，少于年龄为45.3岁 ± 14.3年。

以普通用户为的里心的设计报表

研究医护人员招集了OTs，教他们常用该的系统，然后对每个与会者顺利进行都由和审计。OTs在最多五个小时的志愿授课里努力学习常用BCI的系统，并在最多五个小时的志愿授课里教每位医护操控BCI的系统。成功志愿后，SCI常用者和保健者可以选择脱离顺利完成最多10个额外的疗程（由研究者都由，但无OT）。保健者的角色是为SCI病症围住的系统。SCI病症的角色是确实制订BCI作出贡献的握部疗法。

普通用户在顺利进行住院基础训练

驱动程序由BCI和FES电源四组合而成。在C++里开发设计了一个专有的普通用户用户界面， 启用大脑电电源和FES激发器之间的BCI掌控和网络系统。为了在疗法全过程里给与EEG信号，常用EMOTIVEPOC（美国Emotiv公司），采样kHz为128 Hz。对于初始和最终EEG审计，常用GTech g.USBamp生物放大器（奥地利Guger Technologies），采样率为256 Hz，在所列位置常用16个EEG通道：AFz、F3、Fz、F4、FC3、FCz、FC4、C3、Cz、C4、CP3、CPz、CP4、P3、Pz、P4，高空在A1上，参考在A2上。阻抗保持一致在5kΩ所列。FES激发器Rehastim（丹麦Hasomed控股）容许最多四个通道脱离常用。OT单独审计每个普通用户的特定运动缺陷。最常见于的是，FES电容放置在前臂上，以交替手段激活握腕和握指屈肌和伸肌。

软件用户界面及报表

合理官能：BCI的准确率为70–90%。效率：里位数穿戴一段时间从早先的40.5分钟减缓到先前一次基础训练的27分钟（N = 7） ，在先前一次基础训练里降至14分钟（N = 3)。BCI和FES模板在基础训练间保持一致稳定。满意度：SCI常用者和保健者对的系统的少于满意度为3.68 ± 0.81。实施BCI-FES系统设计的主要作出贡献因素是“看握快速移动”、“为所爱的人做一些有用的事情”、不错的计算机程序专业官能（SCI病症和医护）、“更进一步赞同疗法”（OT），而主要障碍是特设的系统设计一致官能（所有四组）和“欠缺针灸证明”（OT）。

病症初始骨骼肌审计前夕的族群大脑细胞基本特征

研究完结时，OTs报告了常用该的系统并将其参考给SCI常用者和保健者的热忱。有了足够的实践、适当的努力学习辅助和指导以及持久的远程赞同，疗法师可以继续教授需疗法的人及其保健者，甚至可以将基本知识传授给其他疗法师。境遇在农民和人烟稀少，临近并未住院的里心的人或许最需这种方便的家庭成员疗法。因此，为了使任何基于家庭成员的疗法成为确实考虑和可持续的解决方案，必须在当地四组织起来志愿，并提供本地和远程赞同。

尽管一些SCI常用者认为握机能有所提高，但由于多种因素，不可断定这是BCI-FES疗法的结果。首先，连续官能恢复引发在丧命后，每个SCI常用者在研究全过程里更进一步参加物理学疗法和摔跤手疗法授课。其次，BCI-FES基础训练一段时间太短，因为多于的疗法连续将近为10次长疗程或20次短疗程。参与OTs的想法是SCI病症更进一步赞同疗法的必要官能。他们认为这最大限度病症的住院，因为他们经常希望病症更进一步赞同，但许多病症在接受FES常规疗法时仍保持一致被动。

总之，BCI-FES的系统有或许被SCI或里风病症用作家庭成员握部疗法，必要条件是它易于常用。

Zulauf-Czaja, A., Al-Taleb, M.K.H., Purcell, M. et al.On the way home: a BCI-FES hand therapy self-managed by sub-acute SCI participants and their caregivers: a usability study. J NeuroEngineering Rehabil18, 44 (2021).