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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3日讯(记者 徐红)只要戴上一个像帽子一样的头套(脑电帽),依靠(yīkào)“意念”就能控制设备带着患者完成(wánchéng)行走、抬腿等(děng)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,就是现在非常火爆的脑机接口技术(jiēkǒujìshù)。

脑机接口(BCI)按植入条件(tiáojiàn)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(tuīdòng),在近两年极受关注。

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

可以看到,目前国内(guónèi)已经有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(jísuǐ)损伤等(děng)患者恢复运动和感觉功能,提高康复效果。

▌“无创脑机(nǎojī)”助力脑卒中康复

对于中国脑机(nǎojī)接口行业来说,2023年是一个特别(tèbié)的年份。不仅侵入式(shì)脑机接口研究进一步蓬勃发展,非侵入式的产品也在这一时期开始步入了市场化。

就是在(zài)这一年,王浩冲领导臻泰智能(zhìnéng)团队研发的,全球首款脑控智能上下肢康复机器人在国内开始了临床试用。依托于西安(xīān)交大医工交叉研究所(yánjiūsuǒ)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,患者只需戴上脑电采集器,设定训练模式,在脑海中想象奔跑或骑车动作,设备便会自动启动(qǐdòng),开展(kāizhǎn)上下肢康复训练(kāngfùxùnliàn)"......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(xīn)活力。

也是在这一年,著名的天津大学(tiānjīndàxué)脑机交互与人机(rénjī)共融海河(hǎihé)实验室(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。

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

除此之外(chúcǐzhīwài),针对偏瘫患者的康复治疗,天大研究(yánjiū)团队还开发了“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(shénjiǎ)”。

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

复旦大学附属华山医院康复医学科是国内(guónèi)最早将脑机接口(jiēkǒu)技术(jìshù)应用到临床实践的(de)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,推动康复医学向着更精细化、个性化、智能化的方向发展。

据华山医院康复(kāngfù)医学科主任医师(zhǔrènyīshī)陆蓉蓉介绍,现在在华山医院康复科,既有自研的脑机接口康复系统(xìtǒng),也有商用设备。因为外设不同,这些(zhèxiē)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接口(jiēkǒu)的(de)外骨骼(wàigǔgé)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以后,患者自己就能操控机器人,只要(zhǐyào)‘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。”陆蓉蓉告诉《科创板日报》记者。

图|《科创板日报》记者现场体验(tǐyàn)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,但发展迅速,特别是在非(fēi)侵入式BCI方面进展显著。统计显示,当前我国脑机接口产业中大部分企业布局的还是非(shìfēi)侵入技术,其中既有臻泰(tài)智能、强脑科(nǎokē)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(wèi)推动行业(hángyè)发展,今年3月国家(guójiā)医保局发布《神经系统医疗服务价格项目立项指南》,其中专门为脑机接口(jiēkǒu)新技术单独立项,设立了非侵入式脑机接口适配费、侵入式脑机接口植入费、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。湖北省医保局第一时间(shíjiān)就在当月发布了(le)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(sāngè)脑机接口项目给出了明确的医疗服务价格,其中侵入式(shì)脑机接口置入(zhìrù)费6552元/次,侵入式脑机接口取出费3139元/次,非侵入式脑机接口适配费966元/次。

浙江(zhèjiāng)方面的定价基本接近。其中侵入式脑机(nǎojī)接口置入费6580元/次(cì),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(guīdìng)了儿童患者的侵入式脑机接口置入费、取出费需加收30%。

这些政策对我们产品的(de)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(yǒusuǒ)差异,因此在选用脑机(nǎojī)接口康复系统的时候,患者首先要做一个评测,然后才能对设备(shèbèi)参数做相应调整,这样一来就会产生一定的服务收费。

而(ér)湖北和浙江设立‘非侵入式脑机接口适配费’这一项目并确定了其价格,意味着以后患者做这样的(de)一个适配评测,相关费用(以浙江为例就是960元(yuán))是可以进行医保(yībǎo)报销的。”王浩冲向记者解释道。

▌非侵入(qīnrù)式商用前景:推动大众化普及

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

“那个(nàgè)时候,我们接触到的(de)(de)这个技术其实是用在健康人当中的,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。

这是一种基于脑电图(EEG)信号(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(jiànkāngrén)当中这个特征也并非每个人都(dōu)有。

因此在健康人中可以用,并不代表患者(huànzhě)(huànzhě)操作就一定有效。“所以(suǒyǐ)我们就找了5名病人进行试验,其中3人是脊髓(jísuǐ)损伤患者,另有2名脑卒中患者,但做下来的结果并不理想,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(zhèyàng)成为了回忆里一段微弱的插曲。

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

“在脑卒中患者中,大部分人的(de)(de)肩关节和肘关节(zhǒuguānjié)会恢复(huīfù)得比较好,但是手腕的恢复就会特别差,所以拿到这套设备后我们就开始了研究,招募30多名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%的患者可以作出伸腕(shēnwàn)的动作,这让我们感觉很惊喜,因为如果采用常规(chángguī)的治疗手段,这些患者很难出现主动伸腕动作。但(dàn)随着研究的进一步(jìnyíbù)深入,我们又发现,尽管这些患者可以伸腕了,但他们(tāmen)的手功能恢复得依然不够,对日常生活(rìchángshēnghuó)的帮助有限。所以当时我们觉得这项技术虽然有效,但还有提升空间。”陆蓉蓉告诉记者。

如今,又一个(yígè)十年过去了。无创脑机接口技术在康复(kāngfù)治疗领域的研究更是(gèngshì)硕果累累,尤其在运动功能恢复、神经重塑及卒中后康复等方面展现出广阔(guǎngkuò)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(yì)充分肯定了无创脑机接口技术(jiēkǒujìshù)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作用——它可以作为传统康复手段的有效补充,但绝非(juéfēi)"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(shì)能够帮到自己的,我们就会向(xiàng)他们说明这种治疗为什么有效,也会强调对治疗结果要有合理的预期。”她说。

特别是现在市面上有(yǒu)越来越多形形色色的(de)各种产品。对此,陆蓉蓉认为,脑卒中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(línchuáng)的角度来看,是希望未来能有更(gèng)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接口产品。

在医疗器械临床实验服务领域拥有多年丰富从业经验的、上海(shànghǎi)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(jìzhě),目前国内获批的非侵入式(shì)脑机接口产品基本都是二类医疗器械,这正是因为(wèi)这类产品的风险等级没那么高,“而且与(yǔ)AI辅助诊断产品类似,这类产品的适应症往往以辅助治疗为目的”。

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

对比侵入(qīnrù)式技术,当前非侵入式的无(wú)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,其性能有望逐步缩小与侵入式技术的差距,甚至开辟独特(dútè)优势,如长期稳定性、社会接受度等(děng)

王浩冲认为,侵入式和(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(bùtóng)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中风、脊髓损伤(sǔnshāng)、脑外伤等患者的运动功能障碍康复。而侵入式技术更适用于需要高精度(gāojīngdù)控制的场景,包括帮助(bāngzhù)高位截瘫、脊髓损伤、渐冻症晚期等严重运动瘫痪(tānhuàn)患者实现高精度运动控制(如打字、操控机械臂)等。”

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

(科创板(kēchuàngbǎn)日报记者 徐红)
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