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

很多年轻人抑郁症创伤性神经纤维受损（SCI），并且生活了几十年。根据他们的神经低水平和伤的更为严重素质，他们在日常生活大型活动（ADL）多方面能够依赖助产士。对于这些人来说，充分利用最小的左手机能对于ADL至关关键性，数据分析表明，左手机能是四肢瘫痪症状的迫切能够。虽然最小素质和最较慢的机能恢复牵涉到在伤后的第一年，但出于效益的重新考虑，症状一般伤后几个同年内出院。这可能会受限症状的出院，因为获物理疗法和出院的期望仅限于专业中的心。因此，能够容易一种容易主要用途和有效性的系统会设计来增进SCI症状的新社区出院。

脑细胞-计算机系统接口（BCI）系统设计已与机能性电刺激（FES）相结合，主要用途中的风和神经纤维受损后的出院，并已被表明在临床研究环境中的有效性。对于症状来说，系统会的实证和准确性很关键性，而助产士则重视硬件设的简便性和服务器界面的的关系性。因此，为了试验中的将BCI系统会引入新社区医疗工具的解决办法性，能够了解三个社会阶层、疗法师、医疗者和症状在学习和主要用途系统会反复中的的需求和盲点，以便将他们纳入UCD（以服务器为中的心的设计）反复。本数据分析的借此是试验中的主要用途基于消费者级脑细胞电系统设计的订制BCI-FES系统会主要用途神经纤维受损症状左脸部疗法出院的解决办法性。本文发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》。

该数据分析牵涉三组BCI-FES主要用途者：OTs、亚急性SCI症状及其医疗者（通常为兄弟姐妹成员）。所有自发性都从未参与过BCI。总共招聘了8名SCI症状及其助产士，但其中的一对在一次BCI-FES疗法后退出。在8名SCI症状中的，2取名为未婚，6取名为男性，平均值年龄为55.4岁 ± 15.6年。受损特征为：C2级受损2实有，C4级受损4实有，C5级受损2实有；四个AIS C表示好像和青年运动不实质上受损，青年运动一般来说略高于受损一般来说3级，四个AIS D不实质上受损，但青年运动一般来说高于受损一般来说3级；招聘时伤后平均值整整为12.4 ± 6.2周（大部份6周，总和26周）。在招聘的助产士中的，5取名为未婚，3取名为男性，平均值年龄为45.3岁 ± 14.3年。

以服务器为中的心的设计步骤

数据分析系统设计人员招聘了OTs，教他们主要用途该系统会，然后对每个自发性展开监督和分析报告。OTs在总和五个每隔的指导选修中的学习主要用途BCI系统会，并在总和五个每隔的指导选修中的教每位助产士操控BCI系统会。事与愿违指导后，SCI主要用途者和医疗者可以选择独立完成总和10个额外的口服（由数据分析者监督，但无OT）。医疗者的脚色是为SCI症状围住系统会。SCI症状的脚色是实际上执行BCI增进的左脸部疗法。

服务器在展开出院军事训练

硬件由BCI和FES装置组成。在C++中的开发了一个专有的服务器软件包， 启用脑细胞电装置和FES刺激器两者之间的BCI控制和通信系统会。为了在疗法反复中的换取EEG信号，主要用途EMOTIVEPOC（美国政府EmotivCorporation），频域频率为128 Hz。对于初始和最终EEG分析报告，主要用途GTech g.USBamp生物放大器（奥地利Guger Technologies），频域率为256 Hz，在请注意位置主要用途16个EEG地下通道：AFz、F3、Fz、F4、FC3、FCz、FC4、C3、Cz、C4、CP3、CPz、CP4、P3、Pz、P4，顶部在A1上，概述在A2上。阻抗保持稳定在5kΩ请注意。FES刺激器Rehastim（奥地利Hasomed有限Corporation）允许总和四个地下通道独立主要用途。OT单独分析报告每个服务器的特定青年运动瑕疵。最常见的是，FES电容器放置在前臂上，以交替方式诱导左手腕和左指尖屈肌和伸肌。

软件包界面及步骤

实证：BCI的准确率为70–90%。效率：中的位数佩戴整整从最初的40.5分钟减少到之后一次军事训练的27分钟（N = 7） ，在之后一次军事训练中的降至14分钟（N = 3)。BCI和FES数值在军事训练间保持稳定稳定。满意度：SCI主要用途者和医疗者对系统会的平均值满意度为3.68 ± 0.81。推行BCI-FES系统设计的主要增进各种因素是“看左手移动”、“为所挚爱的人花钱一些有益的什么事”、良好的计算机系统素养（SCI症状和助产士）、“致力支持疗法”（OT），而主要盲点是设的系统设计重复性（所有组）和“缺乏临床研究证据”（OT）。

症状初始神经分析报告期间的社会阶层表征特征

数据分析结束时，OTs报告了主要用途该系统会并将其介绍给SCI主要用途者和医疗者的信心。有了充分的实证、尽量的学习常规和指导以及正因如此的远程赞同，疗法师可以继续名誉教授能够疗法的人及其医疗者，甚至可以将科学领悟其他疗法师。生活在小城镇和就近，附近从未出院中的心的人可能最能够这种简便的兄弟姐妹疗法。因此，为了使任何基于兄弟姐妹的疗法踏入真正解决办法和可持续的系统会设计，不会在当地秘密组织指导，并备有本地和远程赞同。

尽管一些SCI主要用途者确信左手机能有所改善，但由于多种各种因素，不会断定这是BCI-FES疗法的结果。首先，自然恢复牵涉到在伤后，每个SCI主要用途者在数据分析反复中的致力参加物理疗法和职业技能疗法选修。其次，BCI-FES军事训练整整太长，因为大部份的疗法数分之一为10次长口服或20次短口服。参与OTs的动机是SCI症状致力支持疗法的必要性。他们确信这有利于症状的出院，因为他们常鼓励症状致力支持，但许多症状在给予FES正因如此疗法时仍保持稳定被动。

总之，BCI-FES系统会有可能被SCI或中的风症状用作兄弟姐妹左脸部疗法，应该是它容易主要用途。

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).