Journal of Neural Engineering, 10(3), 036019p. (2013) DOI:10.1088/1741-2560/10/3/036019

Pathological tremor prediction using surface electromyogram and acceleration: potential use in 'ON–OFF' demand driven deep brain stimulator design

I. Basu, D. Graupe, D. Tuninetti, P. Shukla, K. V. Slavin, L. Verhagen Metman, D. M. Corcos

Objective. We present a proof of concept for a novel method of predicting the onset of pathological tremor using non-invasively measured surface electromyogram (sEMG) and acceleration from tremor-affected extremities of patients with Parkinson's disease (PD) and essential tremor (ET). Approach. The tremor prediction algorithm uses a set of spectral (Fourier and wavelet) and nonlinear time series (entropy and recurrence rate) parameters extracted from the non-invasively recorded sEMG and acceleration signals. Main results. The resulting algorithm is shown to successfully predict tremor onset for all 91 trials recorded in 4 PD patients and for all 91 trials recorded in 4 ET patients. The predictor achieves a 100% sensitivity for all trials considered, along with an overall accuracy of 85.7% for all ET trials and 80.2% for all PD trials. By using a Pearson's chi-square test, the prediction results are shown to significantly differ from a random prediction outcome. Significance. The tremor prediction algorithm can be potentially used for designing the next generation of non-invasive closed-loop predictive ON–OFF controllers for deep brain stimulation (DBS), used for suppressing pathological tremor in such patients. Such a system is based on alternating ON and OFF DBS periods, an incoming tremor being predicted during the time intervals when DBS is OFF, so as to turn DBS back ON. The prediction should be a few seconds before tremor re-appears so that the patient is tremor-free for the entire DBS ON–OFF cycle and the tremor-free DBS OFF interval should be maximized in order to minimize the current injected in the brain and battery usage.

back


Creative Commons License © 2017 SOME RIGHTS RESERVED
The content of this web site is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.0 Germany License.

Please note: The abstracts of the bibliography database may underly other copyrights.

Ihr Browser versucht gerade eine Seite aus dem sogenannten Internet auszudrucken. Das Internet ist ein weltweites Netzwerk von Computern, das den Menschen ganz neue Möglichkeiten der Kommunikation bietet.

Da Politiker im Regelfall von neuen Dingen nichts verstehen, halten wir es für notwendig, sie davor zu schützen. Dies ist im beidseitigen Interesse, da unnötige Angstzustände bei Ihnen verhindert werden, ebenso wie es uns vor profilierungs- und machtsüchtigen Politikern schützt.

Sollten Sie der Meinung sein, dass Sie diese Internetseite dennoch sehen sollten, so können Sie jederzeit durch normalen Gebrauch eines Internetbrowsers darauf zugreifen. Dazu sind aber minimale Computerkenntnisse erforderlich. Sollten Sie diese nicht haben, vergessen Sie einfach dieses Internet und lassen uns in Ruhe.

Die Umgehung dieser Ausdrucksperre ist nach §95a UrhG verboten.

Mehr Informationen unter www.politiker-stopp.de.