Brain-computer interface for upper extremity neurorehabilitation of patients with cerebral vascular disease: The ReHand-BCI trial.

Abstract

Introducción:

Se estima que más de 20 millones de personas viven con secuelas de una enfermedad vascular cerebral en Latinoamérica, donde hay un acceso limitado a neurorrehabilitación, particularmente a la rehabilitación de la extremidad superior paralizada. Las interfaces cerebro-computadora no invasivas podrían incrementar el acceso a programas de neurorrehabilitación en la región, sin embargo, aún es necesario diseñar sistemas BCI y efectuar ensayos controlados aleatorizados para evaluar los efectos de terapias basadas en estos dispositivos. Por esta razón, en el Instituto Nacional de Rehabilitación LGII se desarrolló un sistema de interfaz cerebro-computadora denominado ReHand-BCI.

Objetivo:

Evaluar los efectos clínicos y fisiológicos de un programa de terapia basada en el ReHand-BCI para neurorrehabilitación de la extremidad superior de pacientes con enfermedad vascular cerebral.

Metodología:

Se realizó un ensayo clínico controlado, aleatorizado y triple ciego (número de registro en ClinicalTrials.gov: NCT04724824), en el que se proporcionaron 30 sesiones de terapia, 5 veces por semana, con el ReHand-BCI. Se incluyeron pacientes con enfermedad vascular cerebral, mayores de edad, sin alteraciones severas en atención y con mano severamente paralizada. Todos los pacientes firmaron un consentimiento informado. En el grupo experimental, los pacientes controlaron una órtesis robótica de mano, que proporcionó movimiento pasivo de los dedos a partir de la decodificación de la intención de movimiento de la mano paralizada usando electroencefalografía. En el grupo control, los pacientes recibieron una terapia en la que el movimiento de la órtesis robótica fue independiente de su intención de movimiento (terapia tipo sham). Las valoraciones clínicas y fisiológicas consistieron en la escala de Fugl-Meyer para extremidad superior, el Action Research Arm Test, resonancia magnética estructural y funcional, y estimulación magnética transcraneal. Estas valoraciones se efectuaron preterapia, a las 15 sesiones, posterapia y a los 6 meses después del inicio de la terapia.

Resultados:

Se incluyeron 23 pacientes. En el grupo experimental, 10 pacientes terminaron su participación con todas sus valoraciones efectuadas y analizadas, y 9 en el grupo control. No hubo diferencias estadísticamente significativas en alguna de las variables derivadas de las valoraciones clínicas o fisiológicas entre el grupo experimental y el control. Sin embargo, en ambos grupos sí se observaron aumentos estadísticamente significativos a nivel intragrupo en las valoraciones clínicas y, únicamente en el grupo experimental, se observó un aumento significativo de la integridad de la materia blanca ipsilesional. Adicionalmente, se observaron tendencias de una mayor recuperación en el grupo experimental después de la terapia con ReHand-BCI en la escala de Action Research Arm Test y una mayor excitabilidad corticoespinal medida con estimulación magnética transcraneal.

Conclusiones:

Pacientes con enfermedad vascular cerebral pueden mejorar su función de la extremidad superior posteriormente a una terapia con interfaz cerebro-computadora, e inclusive posteriormente a una terapia tipo sham con este tipo de sistemas. No obstante, un incremento en la funcionalidad de extremidad superior afectada y en integridad y excitabilidad corticoespinal parecen promoverse en mayor medida si se proporciona la retroalimentación kinestésica con el ReHand-BCI a partir de la intención de movimiento del paciente.