通过“脑机接口”技术刺激吞咽,患者有望靠“想象”吃饭喝水

B站影视 2025-01-16 09:04 2

摘要:将大脑信号转化为对吞咽肌肉的电刺激,患者有望凭借“想象”完成吃饭喝水等动作。武汉市首届卫生健康科技创新大赛上,武汉市汉口医院康复医学科杨露团队《基于吞咽想象的脑机接口技术在神经源性吞咽障碍康复中的应用》在临床诊疗赛道中斩获金奖。

将大脑信号转化为对吞咽肌肉的电刺激,患者有望凭借“想象”完成吃饭喝水等动作。武汉市首届卫生健康科技创新大赛上,武汉市汉口医院康复医学科杨露团队《基于吞咽想象的脑机接口技术在神经源性吞咽障碍康复中的应用》在临床诊疗赛道中斩获金奖。

武汉市汉口医院工作人员在活动现场展示大赛金奖项目。


■ 精准采集大脑信号,巧妙刺激吞咽肌肉

民以食为天,然而对于神经源性吞咽障碍患者,吃饭喝水这一最基本的生存需求,却成了难以企及的奢望。

杨露介绍,神经源性吞咽障碍多由中风、帕金森、阿尔茨海默病、脑外伤等疾病引起。患者无法完成咀嚼和吞咽,所有食物都只能打成糊状,通过一根长长的鼻胃管输送到体内。

怎样才能帮助患者重建吞咽功能?武汉市汉口医院康复医学团队与武汉市脑科学研究中心李浩副教授团队深度合作,将突破口瞄准了脑机接口技术。杨露介绍,研究团队面临的首要挑战,是如何精准采集到有价值的脑电信号。由于大脑产生的信号纷繁复杂,仅仅是从中区分出哪些信号与吞咽动作相关,就耗费了研究团队将近一年的时间。

借助人工智能和脑电数据转换,这些大脑关于“吃喝”的信号,被转换为精准定向、针对性强的电刺激信号,通过电极片作用于患者吞咽肌群,在增加大脑参与度的同时,提高吞咽功能障碍康复效率。

■ 患者看视频代入联想,对照进度条游戏闯关

目前,该项目已经完成基础研究,正在武汉市脑功能障碍康复临床研究中心进行临床试验,初代样机在患者中的整体有效率达到70%。

临床试验怎样进行?杨露介绍,产品由吞咽运动想象反馈训练系统、脑电采集系统、神经肌肉电刺激器组成。为了更加直观地评估应用效果,医务人员在患者食物中加入了少许可食用造影剂,通过吞咽造影观察食物的位置和轨迹。这些食物包括清水、糊糊、米饭、酥脆的饼干等,从易到难循序渐进。

实验过程中,工作人员会播放一组喝水的视频,患者在视频代入下全神贯注地想象喝水的过程,这时头戴式信号采集器就会采集到相关脑电波,屏幕上以进度条形式提示信号强度,达到触发点后发出电刺激。

杨露介绍,传统的吞咽康复训练漫长而枯燥,患者很容易失去信心。通过脑机技术训练,患者更像是在完成一个电脑游戏,只要认真去做就可以得到一个反馈,大家的参与度比较好。

■ “医校联合”搭建研发平台,加快医疗科技成果转化

“临床一线既是医疗创新的源头活水,也是检验创新成果的实践平台。”武汉市汉口医院副院长胡淑芳介绍,医院贯彻落实科技创新“四个面向”的战略导向,制定科技创新奖励办法,鼓励医务人员在做好临床工作的基础上开展科研创新,在奖先评优、职称申报、绩效考核等方面给予激励。

为汇聚多方合力,开展核心技术攻关,武汉市汉口医院结合康复特色,探索与高校、科研院所、企业联合成立新型研发平台,加快医疗科技成果转化。2023年9月,“武汉脑科学中心武汉市汉口医院研究中心”挂牌成立,由武汉脑科学中心科研团队与医院临床科室组建“一对一”科研合作小组,在脑科学相关领域开展深入研究。目前,围绕医疗领域的AI应用、外科新材料,市汉口医院正积极与华中科技大学、武汉理工大学等高校接洽,希望能够在这些领域的医疗应用有所突破。同时,医院也正在跟湖北中医药大学合作洽谈,积极推进中医药领域的创新转化。

胡淑芳表示,医院将以基础研究为支撑,紧密围绕临床实际问题开展深入的临床研究,通过科研资源整合,加强跨学科、跨领域的合作交流,实现优势互补,加速科研成果向临床应用转化,为患者提供更加精准高效的医疗服务。

文/张剑 林金国 图/柯志刚

来源:武汉晚报

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