“別灰心,繼續努力!”在連續五次專注于想象“手張開”的動作后,老王終于成功了——伴隨著意念,他的左手應聲而動。
老王的頭上戴著一頂腦機帽,布滿灰色的神經信號采集器,他的左手則戴著一只智能手套,以接受指令。這便是非侵入式腦機接口康復系統。
今年6月,同濟大學附屬養志康復醫院(下簡稱“養志康復醫院”)開出了腦機接口康復專病門診,而早在兩年前,住院患者便享受到了這項高科技的康復加持——“動動念頭”便能重新喚醒“沉睡”的肢體。腦機接口技術在臨床康復中,究竟用得如何?日前,記者走訪了這家康復醫院。
解碼腦電:架起大腦與機器的溝通之橋
“六十多歲了,再從頭學抓握,還得是人工智能輔助。”今年6月的一天,老王在家中突發頭暈惡心,隨即左側肢體失去知覺。“120”呼嘯著將他送往就近醫院。老王撿回了一條命,但是缺血性腦卒中卻使他的左側肢體癱瘓了。
當記者在醫院見到老王時,他已恢復大半,依靠輔具可以獨立行走,但左手精細動作功能卻恢復緩慢。手部的精細動作涉及復雜的神經調控和小肌肉群協調,歷來是腦卒中患者的康復難點。老王每天的康復訓練中,半小時腦機交互康復訓練雷打不動,直到記者采訪的當天,才剛剛掌握腦機交互訓練的“訣竅”。
腦機交互康復訓練是通過頭套捕捉大腦電信號,將其“翻譯”成計算機可識別的指令,進而驅動智能手套帶動肢體運動。“訓練的核心在于將‘運動意念’與‘運動控制’緊密關聯。通過反復強化學習,受損大腦的神經通路有望‘重新布線’,從而實現功能重建。”養志康復醫院神經康復科主任劉玲玉解釋,這一技術的核心在于實現大腦與機器的“對話”,大腦相當于遙控器,而設備則是被精準操控的載體。
2023年是中國腦機接口領域發展的關鍵一年。也正是在這一年,養志康復醫院引進了首臺腦機接口康復設備。劉玲玉帶領團隊一直聚焦腦卒中后手部功能的康復訓練,年均服務近5000人次,她說:“有患者告訴我,腦機接口技術給了他第二次‘握手世界’的機會。”
意念專注:成功交互的關鍵挑戰
腦機接口康復,并非戴上腦機帽就可以。想象和專注,在康復中極其重要。
“思想一定要集中,略有走神,手就動不了了。”76歲的黃阿婆去年突發腦梗,在醫院ICU躺了半個月后,轉入了養志康復醫院。
讓腦機成功交互,黃阿婆花了一個月。
“剛開始,很難僅憑自己腦中的念頭精準控制設備,就好像學騎自行車,剛開始時總是搖搖晃晃的。”黃阿婆告訴記者,好在訓練屏幕會同步播放相關動作視頻,比如抓握牙刷、水杯等,幫助患者根據真實場景,讓自己的想象更加具象化。
“只有想象成功,特定的腦電信號特征才能被計算機解碼,并發出驅動指令。”該院神經康復科醫生黃丹強調,指令是驅動患肢活動的關鍵,患者必須高度專注才能觸發這一過程。
但是,臨床實踐中不乏挑戰。黃丹說,部分高齡患者雖無顯著認知障礙,卻難以理解指令或完成動作想象,導致操作失敗。此時,就需要康復團隊耐心鼓勵患者集中注意力不斷嘗試,并引導其用健側手模擬動作,以激活大腦相應區域。
記者觀察到,每臺腦機接口康復設備旁都有實時腦電監測屏幕,可直觀反映患者的專注程度。“有時看到腦電波紊亂,我就提醒自己必須更專心。”黃阿婆說。
也有患者直接要求“上難度”。自腦機接口康復專病門診開設以來,年輕的“走讀生”多了起來。33歲的張女士此前因血壓控制不佳而突發腦梗,這是她第四次來做腦機交互康復,“效果明顯,我的左手已經能握拳了”。
“我們會根據患者的康復進度定期評估,并動態調整方案。”劉玲玉表示,“像張女士已恢復抓握能力,后續將安排更精細的對指練習。”
醫研結合:讓治療效果不斷升級
臨床上,劉玲玉深切感受到患者對腦機交互康復的接受度正不斷提升。自門診開設以來,半天的門診就能接待約12名患者。
為優化患者體驗,劉玲玉團隊除神經康復醫師、治療師外,還納入了康復工程師。團隊會從技術實現與患者感受雙重視角出發,向工程人員提出改進需求,“目前,我們正與工程師合作探索科研方向,例如增加多模態反饋機制。”劉玲玉舉例道,比如針對關節深感覺減退的患者,通過振動裝置提升其對運動的感知能力,這需要工程師精確模擬“震動的感覺”。
中國在腦機接口領域的研究雖起步較晚,但發展迅猛,尤其在非侵入式方向成果顯著,統計也顯示,當前國內產業布局以非侵入技術為主流。
政策支持也為腦機接口領域注入動力。今年3月,國家醫保局發布《神經系統醫療服務價格項目立項指南》,專門為腦機接口新技術設立獨立價格項目,包括非侵入式腦機接口適配費、侵入式植入及取出費等。
腦機交互康復為神經功能損傷患者打開了一扇新的大門,“患者普遍認為這項技術能帶來幫助,這項技術可作為傳統康復手段的有力補充。但是,患者的篩選也很重要,而且需對治療效果保持合理預期。”劉玲玉說,開展腦機康復訓練兩年多來,我們仔細分析療效,發現通常手指保留部分基礎運動功能且認知能力較強的患者,康復效果相對更佳。
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