讓脊髓損傷的癱瘓患者重新行走?腦機接口技術讓這一夢想近了一步。
6月11日下午,運動障礙腦機接口臨床研究病房在南方醫科大學珠江醫院正式揭牌成立。據介紹,這是華南地區首個腦機接口臨床研究病房。
病房下設5個病區,涵蓋腦功能障礙、意識障礙、運動障礙、聽覺障礙及神經退行性疾病等領域,將圍繞腦機接口開展科研攻關、臨床試驗,并推動相關科技成果轉化,促進腦機接口技術從科研向臨床應用的跨越式發展。
珠江醫院運動障礙腦機接口臨床研究病房,一名脊髓損傷患者在腦機接口技術的輔助下進行行走訓練。
腦機接口技術將“運動想象”變成操作指令
在珠江醫院運動障礙腦機接口病房,41歲男子阿良(化名)時隔半年后,重新體驗到了“行走”的感覺。
“等這一刻等了半年了,很激動!”阿良在去年12月意外摔傷,造成脊髓損傷,之后一直無法行走,只能盡力進行康復訓練。
這次在腦機接口技術輔助下的康復訓練,對阿良是個全新體驗。工作人員幫他戴上無創腦電帽,運動障礙腦機接口臨研病房負責人、康復醫學科主任吳文打開了前方屏幕上的軟件系統,告訴阿良:要集中注意力,想象自己走起來的感覺,“想得越專注、越強烈,就能越快讓機器帶你走起來!”
阿良前方幾米的屏幕上,左邊顯示虛擬人物走路的動畫,以引導他進行運動想象;右邊顯示阿良的腦電信號波動情況。幾次嘗試下來,阿良的腦電信號終于達到所需強度,康復器械運轉起來,他的雙腿被帶動著“走”了起來。
吳文介紹,腦機接口通過頭皮電極接收并解碼腦電信號,利用視頻及指導語引導,把“運動想象”變成操作指令,指令驅動外部設備(如機械外骨骼)或直接刺激脊髓/腿部神經,帶動肢體活動或觸發肌肉收縮,完成行走動作,從而促進患者下肢功能的恢復。
醫生表示,這種訓練其實相當辛苦,需要病人集中注意力,才能讓腦電信號達到驅動器械所需的強度,但這一過程也可以一定程度促進病人下肢功能的恢復,為脊髓損傷、中風等患者提供了重新站立行走的可能。
在該病房,同樣可以使用腦機接口技術的還有一臺踩單車康復機。一名中風后偏癱的患者,通過腦機接口設備,把“運動想象”變成操作指令,驅動康復設備,帶動他的雙腿完成踩單車動作,以鍛煉下肢運動能力。
珠江醫院運動障礙腦機接口臨床研究病房,一位中風后偏癱患者在腦機接口技術的輔助下進行康復訓練。
開展帕金森、癲癇、抑郁相關研究
在腦功能障礙腦機接口病房,一位DBS(腦深部電刺激治療)術后的帕金森病患者正在進行運動狀態評估,他的步伐相當快捷和穩定,肉眼看與普通人幾乎沒有差別。
醫生展示了這名患者術前和術后的視頻對比,術前,他拿著紙張的左手震顫不已,術后,他能夠基本平穩地拿起紙張閱讀。
該病房負責人、功能神經外科主任郭燕舞介紹,這位病人做評估時,各種運動數據會被評估室的自動評估系統的攝像頭捕捉、記錄,通過AI自動分析評估患者步態、肌張力、震顫等癥狀,這比肉眼觀察能更好地識別、避免偏差,同時評估的效率、準確性、可重復性也大大提高。
同時,DBS手術中植入的顱內電極,可以采集大腦深部核團信號,并生成為運動調節關鍵腦電數據,再結合可視化程控系統自動呈現出相關數據圖表和數據模型,醫生可以直觀地調控靶點位置及相應程控參數。
利用目前的5G網絡,病人可以在家里接受遠程遙控控制,調整電極精準刺激大腦靶點,調控神經核團的異常放電,緩解病人的震顫、僵硬、運動遲緩等癥狀。
郭燕舞介紹,該病房正在聯合多家科研機構開展帕金森、癲癇、抑郁等患者深部腦網絡解析及調控相關的臨床研究,有望為患者提供更為精準和有效的治療方案。
腦功能障礙腦機接口病房的相關設備。
華南首個腦機接口臨床研究病房
除運動障礙、腦功能障礙領域,珠江醫院還在意識障礙、聽覺障礙及神經退行性疾病等領域設置了腦機接口臨床研究病房,共5個病區。
珠江醫院神經外科中心主任兼小兒神經外科主任張旺明介紹,每個病區都分別組建了技術轉化團隊、臨床治療團隊、數據管理團隊、倫理委員會,下設多個支撐小組,通過多種先進設備和技術,打造一體化的腦機接口技術平臺,實現對患者的評估、調控、訓練,通過閉環神經調控、非侵入式/侵入式腦機接口技術、智能康復系統等,推動多種疑難重癥患者的功能恢復和生活質量改善。
珠江醫院院長郭洪波表示,在腦機接口領域,珠江醫院已率先將超聲神經調控技術用于癲癇非人靈長類動物模型,率先開展無創超聲迷走神經刺激治療癲癇的臨床研究,還開發出“多模態腦機接口系統”,推動腦部疾病康復治療技術突破,“此次成立華南首個腦機接口臨研病房,將加速腦機接口技術從實驗室走向臨床,從概念驗證走向實際應用,最終惠及廣大飽受神經系統疾病困擾的患者,讓科技的溫度,照亮神經康復的路徑”。
珠江醫院副院長張宏征表示,作為華南地區首個腦機接口臨床研究病房,珠江醫院將致力于打造出更普惠的技術應用場景、更具影響力的臨床高地、更高效的臨床轉化平臺,通過構建“基礎研究-臨床轉化-產業應用”全鏈條創新體系,推動神經解碼、智能康復等關鍵領域實現技術突破。
此次腦機接口臨床研究病房揭牌儀式由珠江醫院與廣東省醫學會共同主辦。儀式現場,琶洲實驗室、中國科學院深圳先進院兩家科研機構以及6家企業代表分別與醫院簽約開展相關臨床研究項目合作。
采寫:南都記者 李文 通訊員 馬彥 伍曉丹
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