Главная Каталог статей Медицинские науки Медицинское оборудование и приборы

Применение вибротактильной стимуляции пальцев кисти в интерфейсе мозг — компьютер для реабилитации постинсультных пациентов

Авторы: Гремицкий И.С., Кулешов Д.Ю., Попова В.А.
Опубликовано в выпуске: #11(64)/2021
DOI: 10.18698/2541-8009-2021-11-746
Раздел: Медицинские науки \| Рубрика: Медицинское оборудование и приборы
Ключевые слова: инсульт, реабилитация, интерфейс мозг — компьютер, сенсорная чувствительность, электроэнцефалография, вызванные потенциалы, P300, вибротактильная стимуляция, когерентное усреднение
Опубликовано: 17.11.2021

Представлен обзор современных интерфейсов мозг — компьютер (ИМК) с вибротактильной стимуляцией. Данная технология способна помочь с реабилитацией пациентов, имеющих двигательные и зрительные нарушения, поскольку в ней задействована лишь сенсорная чувствительность в обход зрительного пути. Выполнен обзор литературы, посвященной исследованию нарушений сенсорной чувствительности у постинсультных пациентов, а также рассмотрена возможность регистрации вызванных потенциалов Р300 при разных режимах стимуляции пальцев кисти с помощью вибротактильных моторов. Показаны численные характеристики Р300, приведены качественные изображения управляющего ИМК сигнала. Полученные данные требуют проверки в дальнейших исследованиях.

Литература

[1] Фадеев П.А. Инсульт. Доступно и достоверно. М., Мир и образование, 2008.

[2] Calabrò R.S., Naro A., Russo M. et al. Is two better than one? Muscle vibration plus robotic rehabilitation to improve upper limb spasticity and function: a pilot randomized controlled trial. PloS One, 2017, vol. 12, no. 10, art. e0185936. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185936

[3] Kübler A., Kotchoubey B., Kaiser J. et al. Brain–computer communication: unlocking the locked in. Psychol. Bull., 2001, vol. 127, no. 3, pp. 358–375. DOI: https://doi.org/10.1037//0033-2909.127.3.358

[4] Nagel S., Spüler M. World’s fastest brain-computer interface: combining EEG2Code with deep learning. PloS One, 2019, vol. 14, no. 9, art. e0221909. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221909

[5] Bradberry T.J., Gentili R.J., Contreras-Vidal J.L. Reconstructing three-dimensional hand movements from noninvasive electroencephalographic signals. J. Neurosci., 2010, vol. 30, no. 9, pp. 3432–3437. DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.6107-09.2010

[6] Birbaumer N., Hinterberger T., Kubler A. et al. The thought-translation device (TTD): neurobehavioral mechanisms and clinical outcome. IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng., 2003, vol. 11, no. 2, pp. 120–123. DOI: https://doi.org/10.1109/TNSRE.2003.814439

[7] Farwell L.A., Donchin E. Talking off the top of your head: toward a mental prosthesis utilizing event-related brain potentials. Electroencephalogr. Clin .Neurophysiol., 1988, vol. 70, no. 6, pp. 510–523. DOI: https://doi.org/10.1016/0013-4694(88)90149-6

[8] Lenhardt A., Kaper M., Ritter H.J. An adaptive P300-based online brain–computer interface. IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng., 2008, vol. 16, no. 2, pp. 121–130. DOI: https://doi.org/10.1109/TNSRE.2007.912816

[9] Allison B.Z., Kübler A., Jin J. 30+ years of P300 brain–computer interfaces. Psychophysiology, 2020, vol. 57, no. 7, art. e13569. DOI: https://doi.org/10.1111/psyp.13569

[10] Либуркина С.П., Васильев А.Н., Каплан А.Я. и др. Пилотное исследование идеомоторного тренинга в контуре интерфейса мозг-компьютер у пациентов с двигательными нарушениями. Журнал неврологии и психиатрии им. СС Корсакова, 2018, т. 118, № 9-2, с. 63–68. DOI: https://doi.org/10.17116/jnevro201811809263

[11] Guger C., Spataro R., Pellas F. et al. Assessing command-following and communication with vibro-tactile P300 brain-computer interface tools in patients with unresponsive wakefulness syndrome. Front. Neurosci., 2018, vol. 12, art. 423. DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2018.00423

[12] Heilinger A., Ortner R., La Bella V. et al. Performance differences using a vibro-tactile P300 BCI in LIS-patients diagnosed with stroke and ALS. Front. Neurosci., 2018, vol. 12, art. 514. DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2018.00514

[13] Tyson S.F., Hanley M., Chillala J. et al. Sensory loss in hospital-admitted people with stroke: characteristics, associated factors, and relationship with function. Neurorehabil. Neural Repair, 2008, vol. 22, no. 2, pp. 166–172. DOI: https://doi.org/10.1177/1545968307305523

[14] Kessner S.S., Schlemm E., Cheng B. et al. Somatosensory deficits after ischemic stroke: time course and association with infarct location. Stroke, 2019, vol. 50, no. 5, pp. 1116–1123. DOI: https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.118.023750

[15] Тарасенко И.А., Пьявченко Г.А., Митяева Е.В. Тактильная чувствительность кожи пальцев рук в возрастном аспекте и при некоторых заболеваниях. Журнал научных статей здоровье и образование в XXI веке, 2012, т. 14, № 2, с. 157–158.

[16] Rinderknecht M.D. et al. Automated and quantitative assessment of tactile mislocalization after stroke. Front. Neurol., 2019, vol. 10, art. 593. DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2019.00593

[17] Neuron-Spectrum-5. neurosoft.com: веб-сайт. URL: https://neurosoft.com/en/catalog/eeg/neuron-spectrum-5/ (дата обращения: 15.10.2021).

[18] The installation of the product. platan.ru: веб-сайт. URL: https://doc.platan.ru/pdf/ec2009_QX.pdf (дата обращения: 15.10.2021).

[19] Mao Y. et al. The influence of visual attention on the performance of a novel tactile p300 brain-computer interface with cheeks-stim paradigm. Int. J. Neural Syst., 2021, vol. 31, no. 4, art. 2150004. DOI: https://doi.org/10.1142/s0129065721500040