Kolaboratívna pacient-terapeut BCI-VR motorická neurorehabilitácia po cievnej mozgovej príhode

Riešitelia: Nina Evetović, Arina Polyanskaya, Roman Rosipal, Zuzana Rošťáková

Integrované technológie rozhraní mozog-počítač (BCI) a virtuálnej reality (VR) predstavujú flexibilnú platformu pre sériu motorických neurorehabilitačných terapií založených na predstave pohybu u pacientov po cievnej mozgovej príhode. Nevýhodou týchto prístupov je absencia sociálneho aspektu a ľudskej interakcie. V rámci výskumu sa nám podarilo navrhnúť inteligentný BCI-VR systém, v ktorom pacient a terapeut spolupracujú prostredníctvom avatarov v prostredí VR. Takýto systém umožňuje vytvárať a voliť rôzne scenáre pracovnej terapie podľa potrieb pacienta, jeho duševného stavu a okamžitých reakcií [3]. Pomocou metód strojového učenia – najmä neurónových sietí, N-rozmerných parciálnych najmenších štvorcov a tenzorickej dekompozície – sme skúmali aj možnosti sledovania úrovne mentálnej únavy počas rehabilitácie vo VR [1], predspracovania EEG signálu [2, 5] a detekcie oscilačných EEG rytmov [4].

Projekty: 101118964-DONUT, 09I03-03-V04-00205, 09I03-03-V04-00443, APVV-21-0105

Obr. 1: Schéma kolaboratívneho BCI-VR prostredia pre neurorehabilitáciu pacientov po cievnej mozgovej príhode

Publikácie:

• poster prezentovaný na konferencii 2025 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Viedeň, Rakúsko Evetović, N. –  Rosipal, R. – Polyanskaya, A. – Rošťáková, Z. – Trejo, L.J. Assessment of Mental Fatigue in Healthy Participants During Extended BCI-HMD Sessions
• Avin, O. – Almagor, O. – Noah, Y. – Rosipal, R. – Shriki, O. Supervised autoencoder denoiser for non-stationarity in multi-session EEG-based BCI. In Journal of Neural Engineering, 2025, vol. 22, art. no. 026043. (2024: 3.8 – IF, Q2 – JCR, 1.127 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 1741-2560. Dostupné na: https://doi.org/10.1088/1741-2552/adc48e
• Rosipal, R. – Evetović, N. – Rošťáková, Z. – Polyanskaya, A. – Vankó, M. – Korečko, Š. – Sobota, B. – Porubcová, Natália – Trejo, L.J. Collaborative virtual reality BCI post-stroke neurorehabilitation using head-mounted displays. In Proceedings of the 11th International BCI Meeting. – Graz, Austria : Verlag der Technischen Universität Graz, 2025, p. 32. ISBN 978-3-99161-050-2. Dostupné na: https://doi.org/10.3217/978-3-99161-050-2-032
• Rošťáková, Z. – Rosipal, R. – Evetović, N. Halfway between CP and Tucker model: PARALIND analysis of human electroencephalogram. In Proceedings of the 15th International Conference on Measurement. – Bratislava, Slovakia : Institute of Measurement Science, SAS, 2025, p. 14-17. ISBN 978-80-69159-01-3. Dostupné na: https://doi.org/10.23919/MEASUREMENT66999.2025.11078699
• Noah, Y. – Rosipal, R. – Shriki, O. Mitigating EEG non-stationarity in multi-session MI BCI with autoencoder denoisers. In Proceedings of the 11th International BCI Meeting. – Graz, Austria : Verlag der Technischen Universität Graz, 2025, p. 11. ISBN 978-3-99161-050-2. Dostupné na: https://doi.org/10.3217/978-3-99161-050-2-011