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腦機接口已來!腦卒中康復(fù)“新武器”落地多地醫(yī)院
《科創(chuàng)板日報》6月3日訊(記者 徐紅)只要戴上一個像帽子一樣的頭套(腦電帽),,依靠“意念”就能控制設(shè)備帶著患者完成行走,、抬腿等動作,一種新型的“腦康復(fù)”技術(shù)正在風靡全國,。
神奇的“意念控制”背后,,就是現(xiàn)在非常火爆的腦機接口技術(shù)。
腦機接口(BCI)按植入條件可以分為非侵入式,、半侵入式和侵入式三種,。其中侵入式(包括半侵入式)的腦機接口,因為有“科技狂人”馬斯克的推動,,在近兩年極受關(guān)注,。
非侵入式腦機接口(即“無創(chuàng)腦機”),也就是不需要做開顱手術(shù),,通過腦電采集設(shè)備,,讀取大腦信號。相對于侵入式,,非侵入式技術(shù)雖然在性能上稍遜一籌,,但具有無創(chuàng)、便捷的優(yōu)勢,,因此得以更快進入商業(yè)化,。
可以看到,目前國內(nèi)已經(jīng)有越來越多的醫(yī)院引進了非侵入式的腦機接口設(shè)備,,幫助腦卒中,、脊髓損傷等患者恢復(fù)運動和感覺功能,提高康復(fù)效果,。


▌“無創(chuàng)腦機”助力腦卒中康復(fù)
對于中國腦機接口行業(yè)來說,,2023年是一個特別的年份。不僅侵入式腦機接口研究進一步蓬勃發(fā)展,,非侵入式的產(chǎn)品也在這一時期開始步入了市場化,。
就是在這一年,王浩沖領(lǐng)導(dǎo)臻泰智能團隊研發(fā)的,,全球首款腦控智能上下肢康復(fù)機器人在國內(nèi)開始了臨床試用,。依托于西安交大醫(yī)工交叉研究所轉(zhuǎn)化孵化,西安臻泰智能科技有限公司(簡稱:臻泰智能)由王浩沖在2018年一手創(chuàng)辦,。
"形似動感單車,,患者只需戴上腦電采集器,設(shè)定訓(xùn)練模式,,在腦海中想象奔跑或騎車動作,,設(shè)備便會自動啟動,開展上下肢康復(fù)訓(xùn)練"......上市至今,,臻泰智能的這款上下肢康復(fù)機器人已經(jīng)落地全國百余家三甲醫(yī)院,,為醫(yī)療康復(fù)行業(yè)注入了新活力。
也是在這一年,,著名的天津大學(xué)腦機交互與人機共融海河實驗室(簡稱“腦機海河實驗室”)揭牌成立,,并于此后在腦機交互領(lǐng)域構(gòu)建了全鏈條自主知識產(chǎn)權(quán)體系,擁有國際最大的腦機交互技術(shù)專利池,。
在無創(chuàng)腦機領(lǐng)域,,天津大學(xué)科研團隊的一項重要成果就是“神工-靈犀指”,這是一種無創(chuàng)手指穿戴設(shè)備,。通過非侵入式腦機接口技術(shù),,采集患者的腦電波,可以讓患者用意念控制這根“第六指”,,并配合人手完成輔助抓握等精細任務(wù),。
除此之外,針對偏癱患者的康復(fù)治療,,天大研究團隊還開發(fā)了“神工”系列機器人,,包括面向上肢康復(fù)的“神機”和面向下肢康復(fù)的“神甲”。

腦卒中(俗稱“中風”)是我國成人致殘的首位病因,,患者常存在不同程度的運動功能障礙,,嚴重影響日常生活,但目前的常規(guī)康復(fù)治療對卒中后運動障礙的康復(fù)效果有限?而腦機接口技術(shù)為卒中的康復(fù)治療提供了新的方法,,近年來不同范式的腦機產(chǎn)品開始被應(yīng)用于卒中后康復(fù)領(lǐng)域?
復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科是國內(nèi)最早將腦機接口技術(shù)應(yīng)用到臨床實踐的團隊之一,。近年來,該團隊立足于將傳統(tǒng)的康復(fù)治療與注射治療,、神經(jīng)調(diào)控,、腦機接口等新技術(shù)、新手段相結(jié)合,,推動康復(fù)醫(yī)學(xué)向著更精細化,、個性化、智能化的方向發(fā)展,。
據(jù)華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科主任醫(yī)師陸蓉蓉介紹,,現(xiàn)在在華山醫(yī)院康復(fù)科,既有自研的腦機接口康復(fù)系統(tǒng),,也有商用設(shè)備,。因為外設(shè)不同,這些設(shè)備的外觀也是五花八門,,有像功率自行車的,,也有一類是柔性手套,可以用來幫助腦卒中,、脊髓損傷等不同的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷患者做康復(fù)治療,。
“另外,現(xiàn)在還有一種連接了腦機接口的外骨骼機器人特別受患者歡迎,。在以前,,患者借助外骨骼機器人做康復(fù)練習(xí)的時候需要康復(fù)治療師的輔助,但融入腦機接口技術(shù)以后,患者自己就能操控機器人,,只要‘想一想’,,機器就能帶著他動起來,這是現(xiàn)在比較受患者歡迎的一種治療方式,?!标懭厝馗嬖V《科創(chuàng)板日報》記者。

中國在腦機接口領(lǐng)域的研究起步較晚,,但發(fā)展迅速,,特別是在非侵入式BCI方面進展顯著。統(tǒng)計顯示,,當前我國腦機接口產(chǎn)業(yè)中大部分企業(yè)布局的還是非侵入技術(shù),,其中既有臻泰智能、強腦科技這樣的初創(chuàng)企業(yè),,也有三博腦科,、翔宇醫(yī)療等多家上市公司。
值得一提的是,,為推動行業(yè)發(fā)展,,今年3月國家醫(yī)保局發(fā)布《神經(jīng)系統(tǒng)醫(yī)療服務(wù)價格項目立項指南》,其中專門為腦機接口新技術(shù)單獨立項,,設(shè)立了非侵入式腦機接口適配費,、侵入式腦機接口植入費、取出費等價格項目,。
這就意味著各地對接落實立項指南后,,腦機接口醫(yī)療收費將有規(guī)可依。湖北省醫(yī)保局第一時間就在當月發(fā)布了全國首個腦機接口醫(yī)療服務(wù)價格,,此后又有浙江跟進,。
湖北省醫(yī)保局對三個腦機接口項目給出了明確的醫(yī)療服務(wù)價格,其中侵入式腦機接口置入費6552元/次,,侵入式腦機接口取出費3139元/次,,非侵入式腦機接口適配費966元/次。
浙江方面的定價基本接近,。其中侵入式腦機接口置入費6580元/次,,侵入式腦機接口取出費3150元/次,非侵入式腦機接口適配費960/次,。同時,,浙江還規(guī)定了兒童患者的侵入式腦機接口置入費、取出費需加收30%,。
“這些政策對我們產(chǎn)品的進院落地有很大的促進作用,。”對此,,王浩沖這樣評論道。他告訴記者,,不同患者的腦狀態(tài)會有所差異,,因此在選用腦機接口康復(fù)系統(tǒng)的時候,患者首先要做一個評測,,然后才能對設(shè)備參數(shù)做相應(yīng)調(diào)整,這樣一來就會產(chǎn)生一定的服務(wù)收費,。
“而湖北和浙江設(shè)立‘非侵入式腦機接口適配費’這一項目并確定了其價格,,意味著以后患者做這樣的一個適配評測,相關(guān)費用(以浙江為例就是960元)是可以進行醫(yī)保報銷的,?!蓖鹾茮_向記者解釋道。
▌非侵入式商用前景:推動大眾化普及
事實上,,陸蓉蓉接觸腦機接口技術(shù)的歷史可以追溯到2009年左右,。此時的腦機接口技術(shù)也還是剛剛起步。
“那個時候,,我們接觸到的這個技術(shù)其實是用在健康人當中的,,就是把無創(chuàng)的腦機接口技術(shù)和電動輪椅連接在一起,然后讓健康人戴著腦電帽去操控輪椅,?!标懭厝卣f。
這是一種基于腦電圖(EEG)信號的運動想象腦機接口,,而EEG信號具有一定的個體差異性,。也就是說,這樣的腦電信號的提取是有一定特征的,,而在健康人當中這個特征也并非每個人都有,。
因此在健康人中可以用,并不代表患者操作就一定有效,?!八晕覀兙驼伊?名病人進行試驗,其中3人是脊髓損傷患者,,另有2名腦卒中患者,,但做下來的結(jié)果并不理想,這些患者試用之后并不能呈現(xiàn)健康人的效果,?!标懭厝卣f。此事最終就這樣成為了回憶里一段微弱的插曲,。
陸蓉蓉再次接觸腦機接口已經(jīng)是2015年,,但這個時候她能感覺到腦機接口技術(shù)有了明顯的提升,。這次是一套來自新加坡的商用設(shè)備,主要用于腦卒中患者的手腕康復(fù)治療,。
“在腦卒中患者中,,大部分人的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)會恢復(fù)得比較好,但是手腕的恢復(fù)就會特別差,,所以拿到這套設(shè)備后我們就開始了研究,,招募30多名慢性期的腦卒中患者,并且這些患者上肢功能的恢復(fù)都比較差,?!?
“治療之后,我們發(fā)現(xiàn)大概有大約80%的患者可以作出伸腕的動作,,這讓我們感覺很驚喜,,因為如果采用常規(guī)的治療手段,這些患者很難出現(xiàn)主動伸腕動作,。但隨著研究的進一步深入,,我們又發(fā)現(xiàn),盡管這些患者可以伸腕了,,但他們的手功能恢復(fù)得依然不夠,,對日常生活的幫助有限。所以當時我們覺得這項技術(shù)雖然有效,,但還有提升空間,。”陸蓉蓉告訴記者,。
如今,,又一個十年過去了。無創(chuàng)腦機接口技術(shù)在康復(fù)治療領(lǐng)域的研究更是碩果累累,,尤其在運動功能恢復(fù),、神經(jīng)重塑及卒中后康復(fù)等方面展現(xiàn)出廣闊前景,加上具有非侵入性,、高安全性的特點使其臨床應(yīng)用日益廣泛,。
陸蓉蓉亦充分肯定了無創(chuàng)腦機接口技術(shù)的臨床價值和意義,但她同時強調(diào),,必須客觀看待這項新技術(shù)的輔助治療作用——它可以作為傳統(tǒng)康復(fù)手段的有效補充,,但絕非"萬能療法"。
“自馬斯克帶火腦機接口以后,,我們在門診經(jīng)常會遇到患者前來咨詢,,因為他們覺得這項技術(shù)是能夠幫到自己的,我們就會向他們說明這種治療為什么有效,,也會強調(diào)對治療結(jié)果要有合理的預(yù)期,?!彼f。
特別是現(xiàn)在市面上有越來越多形形色色的各種產(chǎn)品,。對此,,陸蓉蓉認為,腦卒中患者的下肢康復(fù)問題通常借助常規(guī)手段就能解決,,因此從臨床的角度來看,,是希望未來能有更多且性能更佳的,可以用于改善腦卒中患者上肢功能的腦機接口產(chǎn)品,。
在醫(yī)療器械臨床實驗服務(wù)領(lǐng)域擁有多年豐富從業(yè)經(jīng)驗的,、上海棋昊醫(yī)療科技有限公司創(chuàng)辦人詹金城告訴《科創(chuàng)板日報》記者,目前國內(nèi)獲批的非侵入式腦機接口產(chǎn)品基本都是二類醫(yī)療器械,,這正是因為這類產(chǎn)品的風險等級沒那么高,“而且與AI輔助診斷產(chǎn)品類似,,這類產(chǎn)品的適應(yīng)癥往往以輔助治療為目的”,。
他同樣認為,非侵入式腦機接口作為一項年輕的前沿技術(shù),,雖然是經(jīng)過了臨床試驗的初步驗證后才獲批上市,,但其長期療效還需更多的真實世界研究驗證。
對比侵入式技術(shù),,當前非侵入式的無創(chuàng)腦機在信號精度和實時性上仍略遜一籌,,但隨著硬件、算法和神經(jīng)科學(xué)的進步,,其性能有望逐步縮小與侵入式技術(shù)的差距,,甚至開辟獨特優(yōu)勢,如長期穩(wěn)定性,、社會接受度等,。
王浩沖認為,侵入式和非侵入式技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域各有獨特的應(yīng)用方向,,針對不同的疾病和功能障礙提供解決方案,。
“目前非侵入技術(shù)主要是側(cè)重于中風、脊髓損傷,、腦外傷等患者的運動功能障礙康復(fù),。而侵入式技術(shù)更適用于需要高精度控制的場景,包括幫助高位截癱,、脊髓損傷,、漸凍癥晚期等嚴重運動癱瘓患者實現(xiàn)高精度運動控制(如打字、操控機械臂)等,?!?
“未來兩種技術(shù)路徑并非替代關(guān)系,,而是互補共存。侵入式深耕高精度醫(yī)療應(yīng)用,,而非侵入式則推動大眾化普及,,最終推動人機融合進入新紀元?!蓖鹾茮_說,。