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Publikationen

 

Assessment

Auditiv evoziierte Potenziale
Taktil evoziierte Potenziale
Bewegungsvorstellung

 

Kommunikation

‌‌ Auditiv evoziierte Potenziale
‌‌ Taktil evoziierte Potenziale
‌‌ Bewegungsvorstellung

 

Annen, Jitka, Séverine Blandiaux, Nicolas Lejeune, Mohamed Ali Bahri, Aurore Thibaut, Woosang Cho, Christoph Guger, Camille Chatelle, and Steven Laureys. "BCI performance and brain metabolism profile in severely brain-injured patients without response to command at bedside." Frontiers in Neuroscience 12 (2018): 370.
Spataro, R., Heilinger, A., Allison, B., De Cicco, D., Marchese, S., Gregoretti, C., La Bella, V. and Guger, C., 2018. Preserved somatosensory discrimination predicts consciousness recovery in unresponsive wakefulness syndrome. Clinical Neurophysiology.
Ortner, R., Allison, B.Z., Pichler, G., Heilinger, A., Sabathiel, N. and Guger, C., 2017. Assessment and Communication for People with Disorders of Consciousness. Journal of visualized experiments: JoVE, (126).

Guger, C., Allison, B., Kammerhofer, A., Guttmann, F., Tim, J.V., Spataro, R., La Bella, V., Annen, J., Laureys, S., Heilinger, A. and Ortner, R., mindBEAGLE – a new system for the assessment and communication with patients with disorders of consciousness and complete locked-in syndrom. 2017 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC), 3008-3013.

Ortner R., Spataro R., Scharinger J., Allison B.Z., Guger C. (2017). Vibro-Tactile Evoked Potentials for BCI Communication of People with Disorders of Consciousness and Locked-in Syndrome. Proceedings of the 7th Graz Brain-Computer Interface Conference 2017, 379-382.

Huggins, J. E., Guger, C., Ziat, M., Zander, T. O., Taylor, D., Tangermann, M., ... & Ruffini, G. (2017). Workshops of the Sixth International Brain–Computer Interface Meeting: brain–computer interfaces past, present, and future. Brain-Computer Interfaces, 1-34.

Guger, C., Spataro, R., Allison, B. Z., Heilinger, A., Ortner, R., Cho, W., & La Bella, V. (2017). Complete Locked-in and Locked-in patients: Command following assessment and communication with vibro-tactile P300 and motor imagery brain-computer interface tools. Frontiers in Neuroscience, 11, 251.

Ortner, R., Annen, J., von Oertzen, T., Espinosa, A., Rodriguez, J., Allison, B. Z., Edlinger, G., Laureys, S., Hamberger, M., Kammerhofer, A., Guttmann, F., Guger, C. (2016) BCIs for DOC Patients: Assessment, Communication, and New Directions. In International Conference on Universal Access in Human-Computer Interaction (pp. 62-71). Springer International Publishing.

Annen, J., Ortner, R., Wannez, S., Piarulli, A., Allison, B. Z., Guger, C., & Laureys, S.: MindBEAGLE: An EEG-based BCI developed for patients with disorders of consciousness. Conference Paper: International Brain-Computer Interface (BCI) Meeting 2016

Lugo ZR, Quitadamo L, Bianchi L, Pellas F, Veser S, Lesenfants D, Real RG, Herbert C, Guger C, Kotchoubey B, Mattia D, Laureys S, Kübler A and Noirhomme Q (2016). Cognitive processing in non-communicative patients: what can event-related potentials tell us? Front. Hum. Neurosci. 10: 569. doi: 10.3389/fnhum.2016.00569

Gibson, R.M., Chennu, S., Fernández‐Espejo, D., Naci, L., Owen, A.M. and Cruse, D., 2016. Somatosensory attention identifies both overt and covert awareness in disorders of consciousness. Annals of neurology, 80(3), pp. 412-423.

C. Guger, C. Kapeller, R. Ortner, K. Kamada, Motor Imagery with Brain-Computer Interface Neurotechnology (pp. 61-79), in: Motor Imagery: Emerging Practices, Role in Physical Therapy and Clinical Implications, edited by B.M Garcia, 2015. 

Espinosa, Z.R. Lugo, J. Rodriguez, R. Ortner, Q. Noirhomme, S. Laureys, C. Guger (2013): Brain computer interface based on vibrotactile stimulation. . In the Journal of Neurology. Volume 260. Supplement 1. June 2013. P. 92. Springer Medizin. DOI 10.1007/s00415-013-6924-0. Poster at the 23rd Meeting of the European Neurological Society. June 8 – 11, 2013. Barcelona, ES.

Z. R. Lugo; J. Rodriguez, A. Lechner. R. Ortner; I. S. Gantner; A. Kübler, S. Laureys, Q. Noirhomme, C. Guger (2013): A vibrotactile P300-based BCI for consciousness detection and communication. In Clin EEG and Neurosci, 2013.

R. Ortner, A. Lechner, C. Guger (2013): Bewusstseinsdetektion mittels P300 . In proceedings of 57. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für klinische Neurophysiologie und funktionelle Bildgebung. Leipzig, DE.

R. Ortner, Z. Lugo, R. Prückl, C. Hintermüller, Q. Noirhomme, C. Guger (2013): Performance of a tactile P300 speller for healthy people and severely disabled patients. In proceedings of the 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’13). July, 3-7 2013. Osaka, JP.

Guger, Z. Lugo, Q. Noirhomme, R. Ortner, G. Edlinger, A. Espinosa, J. Rodriguez, S. Laureys (2013): Brain-computer interfaces for assessment and communication in patients with disorders of consciousness.  In Proceedings of Neuroscience 2013. November 09 – 13, 2013. San Diego, Ca, US.

NewScientist article by Clare Wilson "Portable mind-reader gives voice to locked-in people", http://www.newscientist.com/article/mg22530063.800-portable-mindreader-gives-voice-to-lockedin-people.html.

P. Horki, G. Bauernfeind, D. S. Klobassa, C. Pokorny, G. Pichler, W. Schippinger, and G. Mueller-Putz, “Detection of mental imagery and attempted movements in patients with disorders of consciousness using EEG,” Name: Frontiers in Human Neuroscience, vol. 8, p. 1009, 2014.

D. Lulé, Q. Noirhomme, S. C. Kleih, Camille Chatelle, S. Halder, A. Demertzi, Marie-Aurélie Bruno, O. Gosseries, A. Vanhaudenhuyse, Caroline Schnakers, M. Thonnard, A. Soddu, A. Kübler, and S. Laureys, “Probing command following in patients with disorders of consciousness using a brain–computer interface,” Clinical Neurophysiology, vol. 124, pp. 101–106, 2013.

C. Chatelle, S. Chennu, Q. Noirhomme, D. Cruse, A. M. Owen, and S. Laureys, “Brain-computer interfacing in disorders of consciousness,” Brain injury, vol. 26, no. 12, pp. 1510–1522, 2012.

M. M. Monti, A. Vanhaudenhuyse, M. R. Coleman, M. Boly, J. D. Pickard, L. Tshibanda, A. M. Owen, and S. Laureys, “Willful modulation of brain activity in disorders of consciousness,” New England Journal of Medicine, vol. 362, no. 7, pp. 579–589, 2010.

#Messergebnisse "Messergebnisse"

Messergebnisse

P300

mindBEAGLE erstellt automatisch ereigniskorrelierte Potentiale aus den EEG-Daten von jedem Durchlauf (oben rechts). Der/die AnwenderIn kann auswählen, welcher Kanal angezeigt wird, indem auf die entsprechende Position im Gehirn auf der linken Seite geklickt wird. Die grüne Linie zeigt das durchschnittliche ereigniskorrelierte Potential, das durch einen Zielstimulus ausgelöst wird, während die blaue Linie das durchschnittliche ereigniskorrelierte Potential von einem Nicht-Zielstimulus zeigt. Die grün schattierten Fläschen in dem Diagram markieren die Perioden, in denen der Unterschied zwischen diesen beiden Linien signifikant ist.  


Die bunt eingefärbte Grafik des Gehirns auf der linken Seite (auditorisches P300 Experiment) zeigt auch die Verteilung der Maximalamplitude bei einem Zielstimulus, wobei grün den höchsten Wert und blau den niedrigsten Wert darstellt. Die Kontrollgenauigkeit wird im Diagram rechts unten dargestellt. Mit diesem Diagram kann beurteilt werden wieviele Stimuli benötigt werden, um ein bestimmtes Level an Kontrollgenauigkeit zu erreichen. In diesen Beispielen wurde eine Kontrollgenauigkeit von 100% beim auditorischen Test nach 4 Stimuli erreicht und beim vibrotaktilen nach 11 Stimuli.

Fig 01
Bild 1: Auditorisches P300 Experiment
Fig 02
Bild 2: Vibrotaktiles P300 Experiment

Bewegungsvorstellung

Im unteren Bild werden verschiedene Analysen von den Durchläufen mit Bewegungsvorstellung gezeigt. Die vier rechteckigen Diagramme (genannt ERDS-Diagram oder Ereignis-korrelierte-Desynchronisierung-Synchronisierung-Diagram) oben links zeigen die Aktivierung und Deaktivierung der Motorneuronen während der Bewegungsvorstellung. Die Aktivierung wird für zwei verschiedene Positonen dargestellt, eine auf der linken Seite des Gehirns (C3) und eine auf der rechten Seite (C4). Für jede Elektrodenposition gibt es zwei Diagramme. Die zwei oberen Diagramme zeigen die Bewegungsvorstellung der rechten Hand, während die unteren beiden Diagramme die Bewegungsvorstellung der linken Hand zeigen. Die x-Achse repräsentiert die Zeit während der Bewegungsvorstellung und auf der y-Achse werden verschiedene Frequenzbänder zwischen 8-30Hz dargestellt. Die blaue Farbe deutet auf Deaktivierung der Motorneuronen hin, während die rote Farbe Aktivierung bedeutet. Die bunt eingefärbten Gehirne auf der rechten Seite zeigen die räumliche Verteilung der neuralen Aktivierung.


Das Genauigkeits-Diagram unten zeigt die Kontrollgenauigkeit gemittelt über alle Bewegungsvorstellungen bei einem Durchlauf. Die blaue Linie repräsentiert die durchschnittliche Kontrollgenauigkeit bei der Bewegungsvorstellung der rechten Hand, während die gelbe Line (im englischen Text steht yellow like statt line) die Bewegungsvorstellung der linken Hand darstellt. Mit der grünen Linie wird die durchschnittliche Genauigkeit von beiden Händen gezeigt.

MotorImagery Fig3
Bild 3: Analysen unterschiedlicher Bewegungsvorstellungs-Durchläufe
#Fachbeirat "Fachbeirat"

Fachbeirat

Das gemeinsame Ziel ist es, auf objektiver Basis herauszufinden, ob PatientInnen fähig sind, Sprache und Konversation zu verstehen und zu folgen und ihnen gegebenenfalls ein geeignetes Kommunikationsinstrument anzubieten.


 

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Dr. Brendan Allison

Universität von Kalifornien, San Diego

 

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Prof. Dr. Marzia de Lucia

Laboratoirse de Recherche en Neuroimagerie (LREN)

 

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Dr. Kyosuke Kamada

Medizinische Universität Asahikawa, Japan

 

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Prof. Dr. Steven Laureys

Coma Science Group, Universitätskrankenhaus Liége

 

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Dr. Eloy Opisso

Guttmann Institut, Barcelona, Spanien

 

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Dr. Gerwin Schalk

Albany Medical Center und Wadsworth Research Center, Albany, USA

 

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Prof. Dr. Marian Poboroniuc

Technische Universität Iasi, Rumänien

 

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Dr. Rossella Spataro

Universität von Palermo, Italien