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脑机接口已来!脑卒中康复“新武器”落地多地医院

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脑机接口已来!脑卒中康复“新武器”落地多地医院

脑机接口已来!脑卒中康复“新武器”落地多地医院

《科创板日报》6月(yuè)3日讯(记者 徐红)只要戴上一个像帽子一样的(de)头套(脑(nǎo)电帽),依靠“意念”就能控制设备带着患者完成行走、抬腿等动作,一种新型的“脑康复”技术正在风靡全国。

神奇的“意念控制”背后,就是现在非常(fēicháng)火爆的脑机接口技术。

脑机(nǎojī)接口(BCI)按植入条件可以分为非侵入式(shì)、半侵入式和侵入式三种。其中侵入式(包括半侵入式)的脑机接口,因为有“科技狂人”马斯克的推动,在近两年(jìnliǎngnián)极受关注。

非侵入式脑机接口(即“无创脑机”),也就是(jiùshì)不需要做开颅(kāilú)手术,通过脑电采集设备,读取大脑信号。相对于侵入式,非侵入式技术虽然(suīrán)在性能(xìngnéng)上稍逊一筹,但具有无创、便捷的优势,因此得以更快进入商业化

可以看到,目前国内已经有(yǒu)越来越多的医院引进了非侵入式的脑机接口设备,帮助脑卒中、脊髓损伤等患者恢复运动和感觉(gǎnjué)功能(gōngnéng),提高康复效果。

▌“无创(wúchuàng)脑机”助力脑卒中康复

对于中国脑机接口行业(hángyè)来说,2023年是一个特别的年份。不仅侵入式脑机接口研究进一步蓬勃发展,非(fēi)侵入式的产品也在这(zhè)一时期开始步入了市场化。

就是在这一年,王浩冲领导臻泰智能(zhìnéng)团队(tuánduì)研发的,全球首款脑控智能上下肢康复机器人在国内(guónèi)开始了临床试用(shìyòng)。依托于西安交大医工交叉研究所转化孵化,西安臻泰智能科技有限公司(简称:臻泰智能)由王浩冲在2018年一手创办。

"形似动感单车,患者只需戴上(xūdàishàng)脑电采集器,设定训练模式,在脑海中想象奔跑或骑车(qíchē)动作,设备(shèbèi)便会自动启动,开展上下肢康复(kāngfù)训练"......上市至今,臻泰智能的这款上下肢康复机器人已经落地全国百余家三甲医院,为医疗康复行业注入了新活力。

也是在这一年,著名的天津大学脑机交互与人机(rénjī)共融海河实验室(shíyànshì)(shíyànshì)(简称“脑机海河实验室”)揭牌成立,并于此后在脑机交互领域构建了全链条自主知识产权体系,拥有国际最大的脑机交互技术专利池。

在无(wú)创脑机领域,天津大学科研团队的一项重要(zhòngyào)成果就是“神工-灵犀指”,这是一种无创手指穿戴设备。通过非(fēi)侵入式脑机接口技术,采集患者的脑电波,可以让患者用(yòng)意念控制这根“第六指”,并配合人手完成辅助抓握等精细任务。

除此之外,针对偏瘫患者的康复(kāngfù)治疗,天大研究团队(tuánduì)还开发(kāifā)了“神工”系列机器人,包括面向上肢康复的“神机”和面向下肢康复的“神甲”。

脑卒中(俗称“中风(zhòngfēng)”)是我国成人致残的(de)首位病因,患者常存在不同程度的运动功能障碍,严重影响日常生活,但目前的常规康复治疗(zhìliáo)对卒中后运动障碍(yùndòngzhàngài)的康复效果有限。而脑机接口技术为卒中的康复治疗提供了(le)新的方法,近年来不同范式的脑机产品开始被应用于卒中后康复领域。

复旦大学附属(fùshǔ)华山医院康复医学科是国内最早将脑机(nǎojī)接口技术应用到临床实践的团队之一。近年来,该团队立足于将传统的康复治疗与注射治疗、神经调控、脑机接口等新技术、新手段相结合(xiāngjiéhé),推动康复医学向着更精细化、个性化、智能化(zhìnénghuà)的方向发展。

据华山医院(huàshānyīyuàn)康复医学科主任医师陆蓉蓉介绍,现在(xiànzài)在华山医院康复科,既有自研(zìyán)的脑机接口康复系统,也有商用(shāngyòng)设备。因为外设不同,这些设备的外观也是(shì)五花八门,有像功率自行车的,也有一类是柔性手套,可以用来帮助脑卒中、脊髓损伤等不同的中枢神经系统损伤患者做康复治疗。

“另外,现在还有一种连接了脑机(nǎojī)接口(jiēkǒu)的外骨骼机器人特别受患者欢迎。在以前,患者借助外骨骼机器人做(zuò)康复练习的时候需要康复治疗师的辅助,但融入脑机接口技术(jiēkǒujìshù)以后,患者自己就能操控机器人,只要‘想一想’,机器就能带着他动起来,这是现在比较受患者欢迎的一种治疗方式。”陆蓉蓉(róngróng)告诉《科创板日报》记者。

图|《科创板日报》记者现场(xiànchǎng)体验连接了脑机接口的外骨骼机器人

中国在脑机接口领域的研究起步较晚(jiàowǎn),但发展迅速,特别是在非侵入式BCI方面进展(jìnzhǎn)显著。统计显示(xiǎnshì),当前我国脑机接口产业中大部分(dàbùfèn)企业布局的还是非侵入技术,其中既有臻泰智能、强脑科技这样的初创企业,也有三博脑科、翔宇医疗等多家上市公司。

值得一提的是,为推动行业发展,今年3月国家医保局发布《神经系统医疗服务价格项目立项(lìxiàng)指南》,其中专门为脑机接口(jiēkǒu)新技术单独立项,设立了非侵入式(shì)脑机接口适配费、侵入式脑机接口植入(zhírù)费、取出费等价格项目。

这就意味着各地对接落实立项指南后,脑机(nǎojī)接口医疗收费将有规可依(guīkěyī)。湖北省医保局第一(dìyī)时间就在当月发布了全国首个脑机接口医疗服务价格,此后又有浙江跟进。

湖北省医保局对三个脑机接口(jiēkǒu)项目给出了明确的医疗服务价格,其中侵入式脑机接口置入费6552元/次(cì),侵入式脑机接口取出费3139元/次,非(fēi)侵入式脑机接口适配费966元/次。

浙江方面的定价基本接近。其中侵入式脑机(nǎojī)接口(jiēkǒu)置入费(fèi)6580元/次,侵入式脑机接口取出费3150元/次,非侵入式脑机接口适配费960/次。同时,浙江还规定了儿童患者的侵入式脑机接口置入费、取出费需(fèixū)加收30%。

这些政策对(duì)我们产品(chǎnpǐn)的进院落地有很大的促进作用。”对此,王浩冲这样评论道。他告诉记者,不同患者的脑状态会有所差异,因此在选用脑机接口(jiēkǒu)康复系统的时候,患者首先要(yào)做一个评测,然后才能对设备参数做相应调整,这样一来就会产生一定的服务收费。

而湖北和浙江设立‘非侵入式脑机接口适配(shìpèi)费’这一项目(xiàngmù)并(bìng)确定了其价格,意味着以后患者(huànzhě)做这样的一个适配评测,相关费用(以浙江为例就是960元)是可以进行医保报销的。”王浩冲向记者解释道。

▌非侵入式商用(shāngyòng)前景:推动大众化普及

事实上,陆蓉蓉接触脑机接口技术(jiēkǒujìshù)的历史可以追溯到2009年左右。此时的脑机接口技术也(yě)还是刚刚起步。

“那个时候,我们接触到的这个技术其实是用在健康人(jiànkāngrén)当中(dāngzhōng)的,就是把无创的脑机接口技术和电动轮椅连接在一起,然后让健康人戴着脑电帽去操控轮椅。”陆蓉蓉说(shuō)。

这是(zhèshì)一种基于脑电图(EEG)信号(xìnhào)(xìnhào)的运动想象脑机接口,而EEG信号具有一定的个体差异性。也就是说,这样的脑电信号的提取是有一定特征的,而在健康人当中这个特征也并非每个人都有。

因此在健康人中可以用,并不代表患者(huànzhě)操作就一定有效(yǒuxiào)。“所以我们就找了5名病人(bìngrén)进行试验,其中3人是脊髓损伤患者,另有(lìngyǒu)2名脑卒中患者,但做下来的结果(jiéguǒ)并不理想,这些患者试用之后并不能呈现健康人的效果。”陆蓉蓉说。此事最终就这样成为了回忆里一段微弱的插曲。

陆蓉蓉(róngróng)再次接触脑机接口已经是2015年,但这个时候她能(néng)感觉到脑机接口技术有了明显的提升。这次是一套来自(láizì)新加坡的商用设备,主要用于脑卒中患者的手腕康复治疗。

“在脑卒中患者中,大部分人的(de)(de)肩关节和肘关节会恢复得比较好,但是手腕的恢复就会特别差,所以拿到这套设备(shèbèi)后我们就开始了研究,招募30多名(duōmíng)慢性期的脑卒中患者,并且这些患者上肢功能的恢复都比较差。”

“治疗之后,我们发现大概有大约80%的(de)患者可以(kěyǐ)作出(zuòchū)伸腕的动作,这让我们感觉很惊喜,因为(yīnwèi)如果采用常规的治疗手段,这些患者很难出现(chūxiàn)主动伸腕动作。但随着研究的进一步深入,我们又发现,尽管这些患者可以伸腕了,但他们的手功能恢复得依然不够,对日常生活的帮助有限。所以当时我们觉得这项技术虽然有效,但还有提升(tíshēng)空间。”陆蓉蓉告诉记者。

如今,又一个十年过去了。无创脑机(nǎojī)接口技术在康复治疗(zhìliáo)领域的研究更是硕果累累,尤其在运动(yùndòng)功能恢复、神经(shénjīng)重塑及卒中后康复等方面展现出广阔前景,加上具有非侵入性、高安全性的特点使其临床应用日益广泛。

陆蓉蓉亦充分肯定了无(wú)创脑机接口技术的临床价值和意义,但她同时强调,必须客观看待这项新技术的辅助治疗(zhìliáo)作用——它可以作为传统康复(kāngfù)手段的有效补充,但绝非"万能疗法"。

“自马斯克带火脑机接口以后,我们(wǒmen)在门诊经常会遇到患者前来咨询,因为他们觉得这项技术是能够(nénggòu)帮到自己的,我们就会向他们说明这种治疗为什么有效,也会强调对治疗结果要(yào)有合理的预期。”她说。

特别是(shì)现在市面上有越来越多形形色色的各种产品。对此,陆蓉蓉认为,脑卒中(nǎozúzhōng)患者的下肢康复问题通常借助常规手段就能解决,因此从临床的角度来看,是希望(xīwàng)未来能有更多且性能更佳的,可以用于改善脑卒中患者上肢功能的脑机(nǎojī)接口产品。

在医疗器械临床实验服务领域拥有多年丰富(fēngfù)从业经验的、上海棋昊医疗科技有限公司创办人詹金城告诉《科创板日报》记者,目前国内获批的非侵入式脑机接口产品基本都是二类医疗器械,这(zhè)正是因为这类产品的风险等级(děngjí)没那么高,“而且与AI辅助诊断产品类似,这类产品的适应症往往(wǎngwǎng)以(yǐ)辅助治疗为目的”。

他同样认为,非侵入式脑机接口作为一项年轻的前沿技术,虽然是经过了临床试验的初步验证(yànzhèng)后(hòu)才获批上市,但其长期疗效(liáoxiào)还需更多的真实世界研究验证

对比侵入式(shì)(shì)技术,当前非侵入式的无创脑机在信号精度和实时性上仍略逊一筹,但随着硬件、算法和神经科学的进步,其性能有望逐步(zhúbù)缩小与侵入式技术的差距,甚至开辟(kāipì)独特优势,如长期稳定性、社会接受度等

王浩冲认为,侵入(qīnrù)式和(hé)非侵入式技术在医疗领域各有独特的应用方向,针对不同的疾病和功能障碍提供解决方案。

目前非侵入技术主要是侧重于(yú)中风、脊髓损伤、脑外伤等患者的(de)运动功能障碍康复。而(ér)侵入式技术更适用于需要高精度控制(kòngzhì)的场景,包括帮助高位截瘫、脊髓损伤、渐冻症晚期等严重运动瘫痪患者实现高精度运动控制(如打字、操控机械臂)等。”

“未来两种技术(jìshù)路径并非(fēi)替代关系,而是(érshì)互补共存。侵入式深耕高精度医疗应用,而非侵入式则推动大众化普及,最终推动人机融合进入新纪元。”王浩冲说。

(科创板日报记者 徐红(xúhóng))
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