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陈根:帮助中风康复的脑机接口,成功获批应用

2021-04-30 11:01:04来源:

原标题:陈根:帮助中风康复的脑机接口,成功获批应用

文/陈根

脑机接口作为一种不依赖于外周神经和肌肉正常传出路径的通讯控制系统,脑机接口可以采集并分析大脑生物电信号,并在计算机等电子设备与大脑之间构建交流与控制的直接路径。

2006年,布朗大学研究团队完成首个大脑运动皮层脑机接口设备植入手术,能够用来控制鼠标。

2012年,脑机接口设备已能够胜任更复杂和广泛的操作,得以让瘫痪病人对机械臂进行操控,自己喝水、吃饭、打字与人交流。

2014年巴西世界杯开幕式,高位截瘫青年JulianoPinto在脑机接口与人工外骨骼技术的帮助下开出一球。

2016年,NathanCopeland用意念控制机械手臂和美国总统奥巴马握手。

随着技术的发展与市场需求的逐步扩大,脑机接口技术由最初仅为完全没有活动能力的患者提供辅助治疗,拓展到拼写、控制指针运动应用。同时,具有控制神经假体功能的各种脑机接口系统、信号处理技术也在此基础上开始发展。

医疗康复是脑机接口技术应用最主要的方面。脑机接口可通过与环境的交互实现重症瘫痪患者多种功能的替代,也可促进大脑重塑以恢复运动功能,减轻残疾程度以改善患者生活质量。

现在,一种旨在帮助中风患者恢复手腕和手部功能的新型设备已被美国食品和药物管理局(FDA)批准。该系统被称为IpsiHand,是第一个获得FDA市场批准的脑机接口(BCI)设备。

IpsiHand设备由两个独立的部分组成——安置在手腕上的无线外骨骼,以及一个使用非侵入性脑电图(EEG)电极记录大脑活动的小头戴设备。值得一提的是,该系统是基于华盛顿大学医学院的EricLeuthardt及其同事十多年前的一项发现:

大脑的每一侧都控制着身体另一侧的运动,因此如果中风损害了大脑右侧的运动功能,一个人左侧的运动就会受到影响。Leuthardt和他的团队在2008年的发现显示,身体运动的信号可以在大脑的同一侧被检测到,但当实际负责执行运动的另一侧大脑被损坏时,这些信号是徒劳的。这种特定的大脑活动被称为同侧大脑信号。

新型BCI设备背后的想法是找到一种方法来检测这些同侧信号,并利用它们来控制电子手部支架。2017年,研究人员展示了在康复的背景下,使用该设备12周的患者如何通过基本上重新训练他们的大脑与他们的手进行交流而明显改善某种程度的运动功能。

结果显示,许多病人在恢复上肢运动方面可以得到有意义的改善。当然,这对于目前任何旨在恢复初始恢复期后功能的中风治疗方法来说,则并不正确。

现在,FDA对IpsiHand设备的市场授权标志着此类脑机接口设备首次被批准在美国进行临床使用。批准的主要依据是临床试验数据显示,当该设备使用12周,每周约5次,每天至少10分钟时,运动功能得到明显改善。这或将成为脑机接口改变医疗的另一个起点。

来源:搜狐

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