[Rehabilitation of post stroke patients using a bioengineering system "brain-computer interface + exoskeleton"]

Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2014;114(12 Pt 2):66-72. doi: 10.17116/jnevro201411412266-71.
[Article in Russian]

Abstract

Objective. To investigate the possibility of using a bioengineering system, which includes an electroencephalograph and a personal computer with a software for synchronous data transmission, recognition and classification of EEG signals, development of directions for intended actions in real time in the combination with the hand exoskeleton (the bioengineering system "brain-computer interface + exoskeleton"), in motor rehabilitation of post stroke patients with paresis of the upper extremity. Material and methods. Brain-computer interface is a promising field of neurorehabilitation. Rehabilitation treatment, including 8-10 sessions, was conducted in 5 patients with paresis of the upper extremity. All patients had large MRI lesions in cortical/subcortical areas. Results. Positive changes in neurological status measured with the NIHSS, a significant increase in the volume and power of movements in the paretic hand, improvement of coordination and slight decrease in the level of spasticity were found after the treatment. There was an increase in daily activities measured with the Barthel index, mostly due to the improvement of fine motor skills. The level of disability assessed by the modified Rankin scale was changed significantly. Conclusion. The use of "brain-computer interface + exoskeleton" in the rehabilitation of post stroke patients with hand paresis provided positive results that would need to be verified in further studies.

Цель исследования - изучение возможности использования биоинженерного комплекса, состоящего из электроэнцефалографа, персонального компьютера с программным обеспечением для синхронной передачи данных, распознавания и классификации сигналов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и формирования управляющей команды в реальном времени в сочетании с экзоскелетом кисти руки (биоинженерный комплекс "интерфейс мозг-компьютер (ИМК) + экзоскелет" для проведения двигательной реабилитации у пациентов с постинсультными парезами верхней конечности. Материал и методы. Перспективным направлением нейрореабилитации является использование интерфейса "мозг - компьютер". Реабилитационные курсы, состоящие из 8-10 занятий, проведены 5 пациентам с постинсультными парезами верхней конечности. У всех включенных в исследование больных имелись обширные очаги постинсультных изменений корково-подкорковой локализации по результатам магнитно-резонансной томографии. Результаты. После курса занятий отмечены положительная динамика в неврологическом статусе (по шкале NIHSS), значимое увеличение объема и силы движений в паретичной руке, улучшение в ней координации движений, незначительное снижение уровня спастичности. Обнаружено увеличение показателей повседневной активности по данным индекса Бартел, преимущественно в результате улучшения мелкой моторики. Отчетливо изменился и уровень инвалидизации пациентов по данным модифицированной шкалы Рэнкина. Заключение. Использование комплекса "ИМК + экзоскелет" в реабилитации пациентов с постинсультными парезами руки дало положительный результат, что указывает на необходимость продолжить исследования.

Publication types

  • English Abstract