Олеся Александровна Мокиенко
125367, Москва, Волоколамское шоссе, 80; 117485, Москва, ул. Бутлерова, 5А; 117997, Москва, ул. Островитянова, 1
Olesya Aleksandrovna Mokienko
180, Volokolamskoe Sh., Moscow 125367; 5A, Butlerova St., Moscow 117485; 1, Ostrovityanovа St., Moscow 117997
125367, Москва, Волоколамское шоссе, 80; 117997, Москва, ул. Островитянова, 1
180, Volokolamskoe Sh., Moscow 125367; 1, Ostrovityanovа St., Moscow 117997
117485, Москва, ул. Бутлерова, 5А; 117997, Москва, ул. Островитянова, 1
5A, Butlerova St., Moscow 117485; 1, Ostrovityanovа St., Moscow 117997
117485, Москва, ул. Бутлерова, 5А; 117997, Москва, ул. Островитянова, 1
5A, Butlerova St., Moscow 117485; 1, Ostrovityanovа St., Moscow 117997
125367, Москва, Волоколамское шоссе, 80
180, Volokolamskoe Sh., Moscow 125367
125367, Москва, Волоколамское шоссе, 80
180, Volokolamskoe Sh., Moscow 125367
125367, Москва, Волоколамское шоссе, 80
180, Volokolamskoe Sh., Moscow 125367
125367, Москва, Волоколамское шоссе, 80
180, Volokolamskoe Sh., Moscow 125367
Motor imagery training under the control of a brain-computer interface (BCI) facilitates motor recovery after stroke. The efficacy of BCI based on electroencephalography (EEG-BCI) has been confirmed by several meta-analyses, but a more convenient and noise-resistant method of near-infrared spectroscopy in the BCI circuit (NIRS-BCI) has been practically unexamined; comparisons of the two types of BCI have not been performed.
Objective: to compare the control accuracy and clinical efficacy of NIRS-BCI and EEG-IMC in post-stroke rehabilitation.
Material and methods. The NIRS-BCI group consisted of patients from an uncontrolled study (n=15; 9 men and 6 women; age – 59.0 [49.0; 70.0] years; stroke duration – 7.0 [2.0; 10.0] months; upper limb paresis – 47.0 [35.0; 54.0] points on the Fugl-Meyer Assessment for motor function evaluation of the upper limb – FM-UL). The EEG-IMC group was formed from the main group of the randomized controlled trial “iMove” (n=17; 13 men and 4 women; age – 53.0 [49.0; 70.0] years; stroke duration – 10.0 [6.0; 13.0] months; upper limb paresis – 33.0 [12.0; 53.0] points on the FM-UL). Patients participated in a comprehensive rehabilitation program supplemented by BCI-guided movement imagery training (average of 9 training sessions).
Results. Median of average BCI control rates achieved by the patients was 46.4 [44.2; 60.4]% in the NIRS group and 40.0 [35.7; 45.1]% in the EEG group (p=0.004). For the NIRS-BCI group, the median of the maximum BCI control accuracy achieved was 66.2 [56.4; 73.7]%, for EEGBCI – 50.6 [43.0; 62.3]% (p=0.006). The proportion of patients who achieved a clinically significant improvement according ARAT and the proportion of patients who achieved a clinically significant improvement according FM-UL were comparable in both groups. The NIRS-BCI group showed greater improvement in motor function compared to the EEG-BCI group according to Action Research Arm Test (ARAT; an increase of 5.0 [4.0; 8.0] points compared to an increase of 1.0 [0.0; 3.0] points; p=0.008), but not according to FM-UL scale (an increase of 5.0 [1.0; 10.0] and 4.0 [2.0; 5.0] points, respectively; p=0.455).
Conclusion. NIRS-BCI has an advantage in control accuracy and ease of use in clinical practice. Achieving higher control accuracy of BCI provides additional opportunities for the use of game feedback scenarios to increase patient motivation.
Тренировки представления движения под контролем интерфейса мозг–компьютер (ИМК) способствуют двигательному восстановлению после инсульта. Эффективность ИМК на основе электроэнцефалографии (ЭЭГ-ИМК) подтверждена несколькими метаанализами, но более удобный и помехоустойчивый метод спектроскопии в ближней инфракрасной области в контуре ИМК (БИКС-ИМК) практически не изучен, сравнений двух типов ИМК не проводилось.
Цель исследования заключалась в сравнении точности управления и клинической эффективности БИКС-ИМК и ЭЭГ-ИМК в постинсультной реабилитации.
Материал и методы. Группу БИКС-ИМК составили пациенты из неконтролируемого исследования (n=15; 9 мужчин и 6 женщин; возраст – 59,0 [49,0; 70,0] года; давность инсульта – 7,0 [2,0; 10,0] мес; парез верхней конечности – 47,0 [35,0; 54,0] балла по шкале Фугл-Мейера для оценки двигательной функции верхней конечности – ФМ-ВК). Группа ЭЭГ-ИМК была сформирована из основной группы рандомизированного контролируемого исследования iMove (n=17; 13 мужчин и 4 женщины; возраст – 53,0 [49,0;70,0] года; давность инсульта – 10,0 [6,0; 13,0] мес; парез верхней конечности – 33,0 [12,0; 53,0] балла по ФМ-ВК). Пациенты проходили курс комплексной реабилитации, дополненный тренировками представления движения под контролем ИМК (в среднем 9 тренировок).
Результаты. Медиана средних показателей качества управления ИМК, достигнутых пациентами, составила 46,4 [44,2; 60,4] % в группе БИКС и 40,0 [35,7; 45,1] % в группе ЭЭГ (p=0,004). Для группы БИКС-ИМК медиана максимально достигнутой точности управления ИМК составила 66,2 [56,4; 73,7] %, для ЭЭГ-ИМК – 50,6 [43,0; 62,3] % (p=0,006). Доля пациентов, достигших клинически значимого улучшения по шкале ARAT, и доля пациентов, достигших клинически значимого улучшения по ФМ-ВК, были сопоставимы в обеих группах. Для группы БИКС-ИМК наблюдалось большее, по сравнению с группой ЭЭГ-ИМК, улучшение двигательной функции по шкале Action Research Arm Test (ARAT; увеличение на 5,0 [4,0; 8,0] балла по сравнению с увеличением на 1,0 [0,0; 3,0] балла; p=0,008), но не по шкале ФМ-ВК (увеличение на 5,0 [1,0; 10,0] и 4,0 [2,0; 5,0] балла соответственно; p=0,455).
Заключение. БИКС-ИМК имеет преимущество в точности управления и удобстве применения в клинической практике. Достижение более высокой точности управления ИМК предоставляет дополнительные возможности для применения игровых сценариев обратной связи с целью увеличения мотивации пациентов.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.