清華新聞網(wǎng)9月29日電 近日，清華大學(xué)機(jī)械系季林紅教授、李翀助理研究員聯(lián)合首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院劉愛(ài)賢主任醫(yī)師、北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院潘鈺主任醫(yī)師面向腦卒中患者的差異性損傷導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)功能障礙，研制了個(gè)體化腦機(jī)交互康復(fù)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)腦卒中精準(zhǔn)康復(fù)提供了新思路。
腦卒中已成為我國(guó)成年人致殘率最高的疾病，臨床表明發(fā)病后及時(shí)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，可有效恢復(fù)受損功能、大大減少造成終身殘疾的可能性，然而我國(guó)康復(fù)醫(yī)療資源緊缺且分布不均，因此將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于臨床康復(fù)是大勢(shì)所趨。而由于大腦的差異性受損，臨床患者呈現(xiàn)較強(qiáng)的個(gè)體差異性，導(dǎo)致神經(jīng)康復(fù)技術(shù)臨床應(yīng)用效果因人而異。本研究旨在探究機(jī)器人技術(shù)與腦機(jī)接口技術(shù)相結(jié)合的高效康復(fù)方法，為腦卒中患者的個(gè)體化精準(zhǔn)康復(fù)提供新方法及臨床示范。
本研究募集了一批發(fā)病六個(gè)月內(nèi)伴有運(yùn)動(dòng)功能障礙的卒中患者，每位患者均接受為期兩周的個(gè)體化腦機(jī)交互訓(xùn)練。每位患者訓(xùn)練前進(jìn)行大腦運(yùn)動(dòng)意圖表達(dá)腦區(qū)識(shí)別，并將每位患者的運(yùn)動(dòng)意圖特征和神經(jīng)重組模式納入到腦機(jī)交互訓(xùn)練設(shè)計(jì)中，依據(jù)其個(gè)體差異性表達(dá)構(gòu)建神經(jīng)重組腦區(qū)與患肢動(dòng)作行為間的運(yùn)動(dòng)感覺(jué)閉環(huán)，從根本上理解患者受損特征、促進(jìn)個(gè)體化神經(jīng)環(huán)路高效重建。
個(gè)體化腦機(jī)交互康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)
臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)兩周訓(xùn)練患者患肢喪失的自主運(yùn)動(dòng)功能均得到恢復(fù)，可自主實(shí)現(xiàn)上肢屈曲伸展動(dòng)作，訓(xùn)練后Fugl-Meyer評(píng)分顯著提升，基于機(jī)器人輔助量化評(píng)估結(jié)果顯示患者運(yùn)動(dòng)功能能力得到改善，患肢肌肉激活狀態(tài)明顯改善，且運(yùn)動(dòng)精度大幅提升。本研究圍繞機(jī)器人輔助神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練中患者個(gè)體差異性適配問(wèn)題，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制腦區(qū)、運(yùn)動(dòng)意圖信息精準(zhǔn)識(shí)別及解碼，提出了康復(fù)機(jī)器人與腦機(jī)接口有機(jī)結(jié)合的個(gè)體化神經(jīng)康復(fù)技術(shù)，解決了康復(fù)機(jī)器人臨床實(shí)用及推廣的瓶頸問(wèn)題。
個(gè)體化腦機(jī)交互康復(fù)訓(xùn)練臨床效果
近日，研究成果“基于神經(jīng)重組特征的個(gè)體化腦機(jī)交互康復(fù)訓(xùn)練技術(shù):面向腦卒中患者的精準(zhǔn)康復(fù)”（Tailoring brain–machine interface rehabilitation training based on neural reorganization: towards personalized treatment for stroke patients）被醫(yī)學(xué)權(quán)威期刊《大腦皮層》（Cerebral Cortex）正式錄用并在線(xiàn)發(fā)表。
論文的第一作者為清華大學(xué)機(jī)械系博士后賈天宇，清華大學(xué)機(jī)械系助理研究員李翀為本論文共同第一作者、通訊作者，本論文其他共同通訊作者為機(jī)械系季林紅教授和首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院劉愛(ài)賢主任醫(yī)師，論文作者還包括北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院潘鈺主任醫(yī)師、徐泉副主任醫(yī)師、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院莫林宏副主任醫(yī)師、清華大學(xué)機(jī)械系博士后李偉、2018級(jí)碩士生錢(qián)超。本論文工作為醫(yī)工緊密合作下多學(xué)科交叉研究的成果。
本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程以及清華大學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1093/cercor/bhac259
供稿：機(jī)械系
題圖設(shè)計(jì)：任帥
編輯：李華山
審核：呂婷
