Brain-Computer Interface-Based Soft Robotic Glove Rehabilitation for Stroke

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作者
Nicholas Cheng,Kok Soon Phua,Hwa Sen Lai,Pui Kit Tam,Ka Yin Tang,Kai Kei Cheng,Chen‐Hua Yeow,Kai Keng Ang,Cuntai Guan,Jeong Hoon Lim
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:67 (12): 3339-3351 被引量:114
标识
DOI:10.1109/tbme.2020.2984003
摘要

Objective: This randomized controlled feasibility study investigates the ability for clinical application of the Brain-Computer Interface-based Soft Robotic Glove (BCI-SRG) incorporating activities of daily living (ADL)-oriented tasks for stroke rehabilitation. Methods: Eleven recruited chronic stroke patients were randomized into BCI-SRG or Soft Robotic Glove (SRG) group. Each group underwent 120-minute intervention per session comprising 30-minute standard arm therapy and 90-minute experimental therapy (BCI-SRG or SRG). To perform ADL tasks, BCI-SRG group used motor imagery-BCI and SRG, while SRG group used SRG without motor imagery-BCI. Both groups received 18 sessions of intervention over 6 weeks. Fugl-Meyer Motor Assessment (FMA) and Action Research Arm Test (ARAT) scores were measured at baseline (week 0), post- intervention (week 6), and follow-ups (week 12 and 24). In total, 10/11 patients completed the study with 5 in each group and 1 dropped out. Results: Though there were no significant intergroup differences for FMA and ARAT during 6-week intervention, the improvement of FMA and ARAT seemed to sustain beyond 6-week intervention for BCI-SRG group, as compared with SRG control. Incidentally, all BCI-SRG subjects reported a sense of vivid movement of the stroke-impaired upper limb and 3/5 had this phenomenon persisting beyond intervention while none of SRG did. Conclusion: BCI-SRG suggested probable trends of sustained functional improvements with peculiar kinesthetic experience outlasting active intervention in chronic stroke despite the dire need for large-scale investigations to verify statistical significance. Significance: Addition of BCI to soft robotic training for ADL-oriented stroke rehabilitation holds promise for sustained improvements as well as elicited perception of motor movements.
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