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

很多年轻人患有创伤连续性脊髓损坏（SCI），并且生活了几十年。根据他们的神经水平和丧命的严重影响程度，他们在日常生活户外活动（ADL）方面需要贫乏社会工作。对于这些人来说，实现最大的左手机制对于ADL至关重要，分析表明，左手机制是四肢瘫痪病人的首要任务。虽然最大程度和最快速的机制恢复暴发在丧命后的第一年，但出于成本的考虑，病人一般丧命后几个月内康复。这可能会限制病人的住院，因为获取化学病患和住院的机会仅限于专业人士里面心。因此，需要较难一种较难用作和有效的解决方案来倡导SCI病人的小区住院。

脑组织-计算机接口（BCI）系统设计已与机制连续性电刺激（FES）相结合，可用里面风和脊髓损坏后的住院，并已被表明在临床环境里面有效。对于病人来说，系统的有效连续性和准确连续性很重要，而社会工作则关切操作系统设置的简单连续性和插件界面的友好连续性。因此，为了试验将BCI系统引入小区照护基本机制的可行连续性，需要探究三个族裔、精神科、护理人员者和病人在学习和用作系统操作过程里面的需求和障碍，以便将他们纳入UCD（以插件为里面心的设计）操作过程。本分析的目的是试验用作基于消费者级脑组织电系统设计的定制BCI-FES系统可用脊髓损坏病人左手臂病患住院的可行连续性。本文发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》。

该分析涉及三组BCI-FES用作者：OTs、亚急连续性SCI病人及其护理人员者（一般来说为贫穷成员）。所有策划者都未策划过BCI。总共招集了8名SCI病人及其社会工作，但其里面一对在一次BCI-FES病患后退出。在8名SCI病人里面，2叫做女连续性，6叫做男连续性，高达年龄为55.4岁 ± 15.6年。损坏特性为：C2级损坏2同上，C4级损坏4同上，C5级损坏2同上；四个AIS C表示感觉和运动所不完全损坏，运动所基准略高于损坏基准3级，四个AIS D不完全损坏，但运动所基准极低损坏基准3级；招集时丧命后高达两星期为12.4 ± 6.2周（最少6周，最多26周）。在招集的社会工作里面，5叫做女连续性，3叫做男连续性，高达年龄为45.3岁 ± 14.3年。

以插件为里面心的设计报表

分析人员招集了OTs，传道他们用作该系统，然后对每个策划者进行统筹和检验。OTs在最多五个两星期的志愿文凭里面学习用作BCI系统，并在最多五个两星期的志愿文凭里面传道每位社会工作操作BCI系统。事与愿违志愿后，SCI用作者和护理人员者可以同样独立顺利进行最多10个额外的化疗（由分析者统筹，但无OT）。护理人员者的主人公是为SCI病人搭设系统。SCI病人的主人公是实际执行BCI倡导的左手臂病患。

插件在进行住院军事训练

操作系统由BCI和FES设备组成。在C++里面开发了一个专有的插件插件， 开幕脑组织电设备和FES刺激器间的BCI操控和通信。为了在病患操作过程里面获取EEG信号，用作EMOTIVEPOC（美国Emotiv日本公司），采样增益为128 Hz。对于初始和最终EEG检验，用作GTech g.USBamp生物滤波器（奥地利Guger Technologies），音频为256 Hz，在以下方位用作16个EEG地下通道：AFz、F3、Fz、F4、FC3、FCz、FC4、C3、Cz、C4、CP3、CPz、CP4、P3、Pz、P4，地面在A1上，参考在A2上。阻抗始终保持在5kΩ以下。FES刺激器Rehastim（德国Hasomed有限日本公司）允许最多四个地下通道独立用作。OT单独检验每个插件的特定运动所有缺陷。最常见的是，FES灯丝置于在脊柱上，以交替方式抑制左手腕和左手指屈肌和伸肌。

应用程序界面及报表

有效连续性：BCI的生存率为70–90%。效率：里面位数穿戴两星期从最初的40.5分钟缩减到再一一次军事训练的27分钟（N = 7） ，在再一一次军事训练里面降至14分钟（N = 3)。BCI和FES参数在军事训练间始终保持稳定。总体：SCI用作者和护理人员者的系统的高达总体为3.68 ± 0.81。实施BCI-FES系统设计的主要倡导因素是“看左手行进”、“为所幸福的人做一些有用的事情”、极好的计算机素养（SCI病人和社会工作）、“全力策划病患”（OT），而主要障碍是设置的系统设计复杂连续性（所有组）和“缺乏临床证据”（OT）。

病人初始神经检验期间的族裔脑组织电图特性

分析告一段落时，OTs报告了用作该系统并将其介绍给SCI用作者和护理人员者的热忱。有了足够的实践、必要的学习专用和指导以及持久的远程支持，精神科可以在此之后传道授需要病患的人及其护理人员者，甚至可以将知识领悟其他精神科。生活在农村和邻近地区，一处未住院里面心的人可能最需要这种方便的贫穷病患。因此，为了使任何基于贫穷的病患成为真正可行和可持续的解决方案，需要在当地组织志愿，并获取本地和远程支持。

尽管一些SCI用作者认为左手机制很差，但由于多种因素，不必断定这是BCI-FES病患的结果。首先，连续性恢复暴发在丧命后，每个SCI用作者在分析操作过程里面全力积极参与化学病患和职业病患文凭。其次，BCI-FES军事训练两星期太短，因为最少的病患次数有约为10课长化疗或20次短化疗。策划OTs的动机是SCI病人全力策划病患的必要连续性。他们认为这适度病人的住院，因为他们经常鼓励病人全力策划，但许多病人在接受FES除此以外病患时仍始终保持单纯。

总之，BCI-FES系统可能被SCI或里面风病人用作贫穷左手臂病患，也就是说是它较难用作。

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).