多年前，天津市人民醫(yī)院迎來了腦卒中神經(jīng)康復(fù)機器人項目的第一位患者——64歲的退休教師時阿姨。彼時，深受腦卒中困擾的時阿姨握筆都成了難事。“母親一輩子站在講臺上教書育人，如今退休了連筆都握不了，她無法接受，每天情緒低落得很。”天津大學(xué)助理研究員、博士后張浩至今記得時阿姨子女的這番話。
在前不久山東煙臺舉辦的第二屆博士后創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上，張浩帶著“基于腦電采集、處理與分析的神經(jīng)卒中康復(fù)機器人”項目參加了揭榜領(lǐng)題賽道。張浩是該項目的負(fù)責(zé)人，他帶領(lǐng)的團隊以臨床卒中康復(fù)需求為導(dǎo)向，設(shè)計開發(fā)人工神經(jīng)康復(fù)機器人系統(tǒng)。目前，該成果已在多家三甲醫(yī)院開展臨床研究。
“舉起右手”“動動手指”“向前挪一小步”……在天津市人民醫(yī)院康復(fù)科，63歲的腦卒中患者王寶占（化名）頭戴腦電帽，嘗試用意念“操控”四肢，略顯遲鈍。
張浩告訴中青報·中青網(wǎng)記者：“卒中所造成的肢體功能障礙嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，給個人、家庭以及社會造成了巨大的負(fù)擔(dān)。”在他看來，近年來，以運動想象腦機接口技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的神經(jīng)康復(fù)機器人系統(tǒng)可實現(xiàn)大腦與肌骨控制設(shè)備的直接交互，誘導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接的重組、修復(fù)與增強，對運動功能的重建與康復(fù)具有積極意義。
然而，高性能人機交互所面臨的神經(jīng)系統(tǒng)層面交互信息復(fù)雜難題，使得現(xiàn)有神經(jīng)康復(fù)機器人系統(tǒng)難以對神經(jīng)信息高效解碼并準(zhǔn)確評估康復(fù)進程。
張浩團隊開發(fā)的腦卒中神經(jīng)康復(fù)機器人，是運用腦機接口技術(shù)，通過放置在頭皮上的腦電帽檢測大腦發(fā)出的實時信號，實現(xiàn)了腦-機-肌協(xié)同交互，反復(fù)訓(xùn)練強化大腦至肌群的興奮傳導(dǎo)通路，有效促進大腦神經(jīng)功能重塑，幫助患者運動功能的恢復(fù)。
腦卒中神經(jīng)康復(fù)機器人項目核心骨干成員、天津大學(xué)博士后張磊說，相比于針灸、按摩、理療等單一聚焦肢體訓(xùn)練的傳統(tǒng)治療方式，腦卒中神經(jīng)康復(fù)機器人可以同時訓(xùn)練大腦和肢體，助力神經(jīng)可塑性的康復(fù)，大大縮減治療時間。基于這種訓(xùn)練模式，時阿姨經(jīng)過5個月的訓(xùn)練，可以工整地書寫姓名。
張浩介紹，目前腦卒中神經(jīng)康復(fù)機器人仍有亟須解決的難題。針對腦卒中患者的治療，國外是以侵入式手段為主，國內(nèi)目前主要是以非侵入式為主，“不需要開顱，不需要做侵入式的創(chuàng)傷手術(shù)，只需佩戴腦電帽即可”。
在張浩看來，這同時也帶來了新問題：非侵入式的手段，神經(jīng)元信號傳導(dǎo)需要通過腦組織、腦脊液、顱骨和頭皮等結(jié)構(gòu)，質(zhì)量較差。如何將頭皮腦電的信號精度提升至侵入式水平，他的團隊仍在努力探索。他和團隊對創(chuàng)業(yè)充滿了激情：“我們希望以自己所學(xué)報效國家，造福人民，實現(xiàn)自己的學(xué)術(shù)理想。”
中青報·中青網(wǎng)見習(xí)記者 韓飏 記者 李桂杰
