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脑部术后患者康复训练一个月即能独立行走
武汉无创脑机接口系统实现临床应用
在武汉大学中南医院，36岁的软瘫患者胡女士使用“汉脑·知行”无创脑机接口系统做康复训练。
“汉脑·知行”无创脑机接口系统在光谷国际脑机接口创新中心脑机接口研究病房展示。
□ 长江日报记者王恺凝 通讯员王琼 覃夏宜 田瑶林 王丽娟
作为连接生物智能与人工智能的关键纽带，脑机接口产业已被列为国 家“十五五”时期重点培育的未来产业之一。要求前瞻布局和发展未来产业，“要聚焦发力、精准施策，确保取得明显进展”。
头戴脑电帽，仅凭想象抬腿、迈步，就能驱动外骨骼机器人带动下肢自主行走……近日，在武汉大学中南医院神经康复科，36岁的脑膜瘤术后左侧软瘫患者胡女士，使用武汉生产的“汉脑·知行”无创脑机接口系统做康复训练不到一个月，成功实现独立行走和无搀扶上下楼梯。
这是全国首个无创脑机接口帮助脑肿瘤术后患者快速康复的成功案例。
■ 康复时间缩短一半以上
“想”与“动”的时间差被压缩到毫秒级
“汉脑·知行”无创脑机接口系统由位于光谷生物城、成立于2007年的武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司（以下简称依瑞德）自主研发。从2009年推出中国首台临床用经颅磁刺激仪到今年3月推出国内首个采用“光电双模态”解码技术的脑控康复训练系统，依瑞德已在无创脑机接口领域深耕近20年。
我国每年有数以百万计的脑卒中、脑肿瘤、脊髓损伤患者面临运动功能障碍，传统康复依赖被动活动、神经肌肉电刺激等“外周干预”。患者大脑无需主动参与，对神经可塑性刺激效率有限，尤其是患病两年以上的患者，康复效果基本很难再有大的突破。依瑞德研发的这套无创脑机接口系统让“意念”驱动肢体，在传统的“被动康复”基础上加入“主动想象”，上升到“中枢+外周”闭环康复新阶段。
“像胡女士这样的软瘫患者恢复到可短距离行走，传统手段起码要两个月。”武汉大学中南医院神经康复科负责人章鑫告诉长江日报记者，这套系统就像在大脑和外周神经之间架了一座信号桥，让患者从康复的“接收者”变成了“发起者”，能实时感受到大脑和肌肉如何协同工作，看着力量一点点“长”回来。相较传统手段，康复时间缩短了一半以上。
“我们这套系统最重要的突破是真正解决了全脑湿电极方案从实验室走向临床的效率瓶颈。”依瑞德产品经理刘天强介绍，湿电极信号稳定、抗干扰能力强，能确保在线康复准确率高达85%，但此前准备和模型适配时间过长，临床难以高效流转。依瑞德通过技术打磨，将适配时间控制在5分钟以内。此外，这套系统将“想”与“动”的时间差压缩到毫秒级，真正实现了患者“想动”与机器“带动”的精确同步。
目前，这套系统在武汉大学中南医院已完成近10例治疗，主要针对偏瘫、脊髓损伤及脑部术后神经康复患者，均取得了意想不到的康复效果。
■ 干到转钟是家常便饭
研发人员甘当“小白鼠”
在无创脑机接口领域，依瑞德已形成覆盖声、光、电、磁四大物理因子的全技术链产品矩阵，拥有500余项专利，服务全球5000余家医疗机构，是国内无创脑机接口与神经调控技术领军企业。
今年3月，在中国脑科学大会上，依瑞德发布国内首个采用“光电双模态”解码技术的脑控康复训练系统，突破了传统脑机接口只采集单一信号的局限。
刘天强介绍，传统无创脑机接口大多只采集一种信号：脑电（EEG）反应极快，能瞬间捕捉大脑指令，但定位模糊，分不清是想动左手还是动右腿；近红外（fNIRS）空间定位精准，却有近两秒延迟。这样就会导致患者使劲“想”，外骨骼动的时候有延时。
能不能把两种信号“拧”在一起，让它们同步呢？“这个想法说起来容易，做起来难。”刘天强解释，脑电和近红外的采样频率差了整整两个数量级，一个是毫秒级，一个是秒级，数据根本对不上。为了找到让两种信号“各司其职、最后会合”的路径，依瑞德的算法工程师任彬反复推导、验证了数十种融合框架，终于让它们实现了同步。
然而，这只是实验室里的“对上”。真正进入临床时，环境比实验室复杂得多。康复室里时不时有人走动、说话，患者头部轻微晃动都会让近红外信号漂移。测试工程师袁盼盼带着设备在医院采集了上千例真实临床数据，每例都得标注干扰源，比如“此处有护士推车经过”“患者咳嗽三声”……为算法抗干扰训练积累关键素材。
刘天强的攻坚方式更“直接”——在自己身上试验。他的同事回忆，有一年冬天，他每天戴着打了导电膏的脑电帽采集参数。因为需要频繁洗头，他在办公室里特意备着吹风机。团队其他人也一样，下班后继续攻坚，产品总监带着项目小组成员干到转钟是常事。
“技术从实验室落地到临床应用，没有捷径，必须一块一块地啃‘硬骨头’，一步一步地往前磕。”依瑞德副总裁孙聪主抓创新产品研发，经常是各种产品的“一号小白鼠”。“敢让自己先用的，我们才敢交付给客户。”
■ 构筑“五个一”产业生态
武汉竞逐脑机接口新赛道
“从成立至今，我们一路坚守技术创新。脑机接口与神经调控的风口已经到来，武汉有条件在这一领域走在全国前列。”依瑞德集团董事长蔡胜安认为，得益于强大的光电产业基础，以及丰富的临床医疗资源和科研资源，武汉构建了脑机接口“电极器件—设备研发—临床应用”完整产业链，“产学研医”闭环已经形成，企业要做的就是把这个闭环转得更快、更稳。
东湖高新区相关负责人赵翔介绍，为抢抓脑机接口发展机遇，东湖高新区明确了“五个一”实施路径——成立一个产业联盟、建设一个特色园区、出台一项专项政策、发布一批应用场景、设立一只产业基金，在资金、场地和临床对接等环节为企业排除障碍。
此外，东湖高新区联合华中科技大学同济医学院附属同济医院、附属协和医院等单位共建光谷国际脑机接口创新中心，加快构建从概念验证到产业转化的全链条服务体系。赵翔表示，建设创新中心不仅是为了研发出几项首创技术，更重要的是做实枢纽平台功能，通过打通全链条阻隔，让上下游企业在此产生聚合反应，带动周边产业实现集群式跃升。 |
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