سیستم بایوفیدبک مبتنی بر بازی به منظور بهبود عملکرد جویدن در بیماران دچار عارضه سکته مغزی: یک مطالعه موردی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری تخصصی، گروه مهندسی پزشکی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی پزشکی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی کامپیوتر، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران
4 دانشیار، گروه مغز و اعصاب، دانشکده پزشکی و مرکز پزشکی قائم، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران
10.48305/jrrs.2024.42462.1085
چکیده
مقدمه: ناتوانی عملکردهای دهان و صورت یک عارضه معمول در میان بازماندگان سکته مغزی است که اغلب باعث کاهش عملکرد و قدرت جویدن و در نهایت، مشکلات گوارشی می‌گردد. از طرف دیگر، مداخلات مبتنی بر بازی، ابزار درمانی ارزشمندی به منظور ترکیب اصول یادگیری حرکتی و نوروپلاستیسیتی در توان‌بخشی عملکرد عضلات پس از سکته می‌باشد. هدف از انجام پژوهش حاضر، ارایه یک سیستم بایوفیدبک مبتنی بر بازی برای بیماران دچار عارضه سکته مغزی بود که از اطلاعات سینرژی عضلانی موجود در عضلات جونده به منظور تولید فیدبک‌های لازم بهره برد.
مواد و روش‌ها: ابتدا یک بازی دو بعدی شامل آواتاری که مشغول جویدن خوراکی‌های متنوع با سرعت‌های مختلف است، طراحی گردید. با استفاده از اطلاعات سیگنال الکترومایوگرام عضله جونده، آغاز شروع هر چرخه تعیین شد. سپس با کمک روش فاکتورسازی ماتریس غیر منفی، سهم هر سینرژی عضلات جونده و گیجگاهی برای محاسبه نمره که به صورت فیدبک بصری بر روی نمایشگر ظاهر می‌شود، استفاده گردید. روش مداخله پیشنهادی برای سمت معیوب یک مورد بیمار که دچار عارضه سکته شده بود و قادر به جویدن آدامس بود، بررسی شد.
یافته‌ها: طی جلسات مختلف درمانی، علاوه بر افزایش میزان نمره بازی، نرخ سهم سینرژی اول که بیشتر مربوط به فعالیت عضله جونده است، به صورت خطی کاهش معنی‌دار و نرخ سهم سینرژی دوم (عضله گیجگاهی) افزایش یافت.
نتیجه‎گیری: توان‌بخشی بایوفیدبک مبتنی بر بازی، روشی ساده، ایمن، ارزان‌قیمت، انگیزشی، بدون نیاز به فضای درمانی و نظارت متخصص می‌باشد و روند مناسب پژوهش حاضر نشان داد که این روش می‌تواند برای کمک به بازماندگان سکته مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1.     Schimmel M, Leemann B, Herrmann F, Kiliaridis S, Schnider A, Müller F. Masticatory function and bite force in stroke patients. Journal of dental research. 2011; 90(2): 230-4.
2.     Song C, Yu YF, Ding WL, Yu JY, Song L, Feng YN, et al. Quantification of the masseter muscle hardness of stroke patients using the MyotonPRO apparatus: intra-and inter-rater reliability and its correlation with masticatory performance. Medical Science Monitor: International Medical Journal of Experimental and Clinical Research. 2021; 27: e928109-1.
3.     Wang J-S, Lee J-H, Kim N-J. Effects of neuromuscular electrical stimulation on masticatory muscles in elderly stroke patients. Journal of Physical Therapy Science. 2015; 27(9): 2767-70.
4.     Jian C, Wei M, Luo J, Lin J, Zeng W, Huang W, et al. Multiparameter electromyography analysis of the masticatory muscle activities in patients with brainstem stroke at different head positions. Frontiers in Neurology. 2017; 8: 221.
5.     Arumugam A, Gururaj S. Effects of game-based rehabilitation on upper limb function in adults within the first six months following stroke: protocol for a systematic review and meta-analysis. JBI evidence synthesis. 2021; 19(8): 1954-63.
6.     Li CM, Wang TG, Lee HY, Wang HP, Hsieh SH, Chou M, et al. Swallowing training combined with game-based biofeedback in poststroke dysphagia. PM&R. 2016; 8(8): 773-9.
7.     Sanjani MA, Tahami E, Veisi G. A review of surface electromyography applications for the jaw muscles characterization in rehabilitation and disorders diagnosis. Medicine in Novel Technology and Devices. 2023; 20: 100261.
8.     Shu X, Fan Y, Leung KCM, Lo ECM. Masticatory function of stroke patients: A systematic review with meta‐analysis. Gerodontology. 2023; 40(2): 172-82.
9.     Rokicki LA, Houle TT, Dhingra LK, Weinland SR, Urban AM, Bhalla RK. A preliminary analysis of EMG variance as an index of change in EMG biofeedback treatment of tension-type headache. Applied Psychophysiology and Biofeedback. 2003; 28(3): 205-15.
10.  Criado L, de La Fuente A, Heredia M, Montero J, Albaladejo A, Criado J-M. Electromyographic biofeedback training for reducing muscle pain and tension on masseter and temporal muscles: A pilot study. Journal of clinical and experimental dentistry. 2016; 8(5): e571.
11.  Alyanak B, İnanır M, Sade SI, Kablanoğlu S. Efficacy of Game-Based EMG-Biofeedback Therapy in Post-Stroke Dysphagia: A Randomized Controlled Trial. Dysphagia. 2025; 40(6): 1289-301.
12.  Allami Sanjani M, Tahami E, Veisi G. Synchronous muscle synergy evaluation of Jaw muscle activities during chewing at different speeds, a preliminary study. Brain Sciences. 2023; 13(9): 1344.
13.  Sabaneeff A, Caldas LD, Garcia MAC, Nojima MdCG. Proposal of surface electromyography signal acquisition protocols for masseter and temporalis muscles. Research on Biomedical Engineering. 2017; 33: 324-30.
14.  Liu Y, Chen L, Hong R, Dong X, Sha W, Jin Z, et al. A survey of mastication evaluation: from traditional approach to artificial intelligence. Food, Nutrition and Health. 2025; 2(1): 18.
15.  Kalani H, Moghimi S, Akbarzadeh A. SEMG-based prediction of masticatory kinematics in rhythmic clenching movements. Biomedical Signal Processing and Control. 2015; 20: 24-34.
16.  Solnik S, Rider P, Steinweg K, DeVita P, Hortobágyi T. Teager–Kaiser energy operator signal conditioning improves EMG onset detection. European journal of applied physiology. 2010; 110(3): 489-98.
17.  Li X, Zhou P, Aruin AS. Teager–Kaiser energy operation of surface EMG improves muscle activity onset detection. Annals of biomedical engineering. 2007; 35(9): 1532-8.
18.  Ebied A, Kinney-Lang E, Spyrou L, Escudero J. Evaluation of matrix factorisation approaches for muscle synergy extraction. Medical engineering & physics. 2018; 57: 51-60.
19.  Li S, Zhuang C, Niu CM, Bao Y, Xie Q, Lan N. Evaluation of functional correlation of task-specific muscle synergies with motor performance in patients poststroke. Frontiers in Neurology. 2017; 8:337.
20.  Piancino MG, Tortarolo A, Di Benedetto L, Crincoli V, Falla D. Chewing patterns and muscular activation in deep bite malocclusion. Journal of Clinical Medicine. 2022; 11(6): 1702.
21.  Bhimani R, Anderson L. Clinical understanding of spasticity: implications for practice. Rehabilitation research and practice. 2014; 2014: 279175.