چکیده

در این مقاله، یک سیستم رابط مغز-ماشین جدید معرفی شده است که از الکتروانسفالوگرام (EEG) و تحریک الکتریکی عملکردی (FES) برای پشتیبانی از بازتوانی عصبی استفاده می‌کند. تمرینات تسهیل تکراری روشی عالی برای بازتوانی عصبی هستند، با اینحال ثابت شده است که افزایش نرخ موفقیت آنها دشوار است؛ چون درمانگرها قادر به شناسایی فرمان‌های حرکتی بیمار نبوده و در نتیجه نمی‌توانند بخش آسیب دیدۀ بدن را همزمان با انتقال فرمان‌ حرکتی در مسیرهای عصبی تحریک کنند. در این مقاله، ما در مورد امکان شناسایی پیغام حرکتی، در حد میلی‌ثانیه، و همچنین تحریک اندام آسیب دیده از طریق یک سیستم رابط مغز-ماشین که در آن EEG و FES ادغام شده‌اند تحقیق کرده‌ایم. این سیستم با استفاده از یک الگوریتم ماشین بردار پشتیبان، زمان‌بندی فرمان حرکتی را از داده‌های EEG استخراج می‌کند. به منظور (1) تصمیم‌گیری در مورد مقدار جریان الکتریکی مناسب برای تحریک، (2) تعیین زمان‌بندی مناسب برای تشخیص الگوریتم شناسایی فرمان حرکتی و (3) تایید تاثیر استفاده از این سیستم، سه فرد سالم در سه آزمایش مشارکت کردند. آزمایش‌های تاییدی در سه حالت تجربی انجام گرفتند: بدون سیستم، FES ثابت و FES مبتنی بر EEG. نتایج نشان دادند که در هر سه شرکت کننده، شتاب مچ دست به طور معنی‌داری در حالت FES مبتنی بر EEG بیشتر از حالت‌های بدون سیستم و FES ثابت بود. در نهایت به این نتیجه رسیدیم که سیستم FES مبتنی بر EEG می‌تواند زمان‌بندی فرمان حرکتی را تشخیص داده و در پاسخ، اندام آسیب دیدۀ بیمار را به طور همزمان تحریک کند.

1- مقدمه

سکتۀ مغزی یک مشکل جهانی است و هر ساله تعداد بیمارانی که دچار سکته می‌شوند افزایش پیدا می‌کند. برای مثال، بیش از 2.8 میلیون بیمار در سال 2015 در ژاپن دچار سکته شدند [1]. در حال حاضر تعداد بیماران در هر سال افزایش می‌یابد. این بیماران اغلب به دلیل عوارض ناشی از سکته دچار همی‌پلژی می‌شوند. در این بیماران، بازیابی عملکرد حرکتی به دوره‌های طولانی و سختِ بازتوانی نیاز دارد. بنابراین، مطالعات متعددی برای یافتن روش‌هایی برای کاهش زمان بهبودی پس از همی‌پلژی و با هدف دستیابی به بازتوانی موثر انجام شده‌اند...