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使用脑机接口技术 高位截瘫失语患者“说”出“心里话”

中新网西安8月7日电 (记者 田进)西安交通大学7日透露,西安交大二附院重症医学科联合西安交大机械工程学院,通过使用脑机接口(Brain-ComputerInterface,BCI)技术,成功使一位高位截瘫失语患者“说”出“你好”。

这位患者由于半个月前不慎从高处跌落,身体第5、第6颈椎脱位,导致高位脊髓受损。经过及时的手术治疗,该患者颈椎已成功复位,但四肢功能尚未恢复,外加气管切开状态伴随延髓麻痹,导致患者吞咽困难和言语障碍,只能通过眨眼(回答“是”或“否”)来向医生表达自己的诉求。

近期,西安交大二附院重症医学科主任王小闯、副主任王岗,同机械工程学院教授徐光华,就BCI技术在重症患者中的应用进行充分论证,并针对该患者制定出个体化实施方案。随后,王小闯在主管医师与患者及其家属充分沟通病情的基础上,就BCI技术的安全性及可行性与患者及其家属进一步沟通。在征得患者及其家属同意后,徐光华团队于8月6日上午带着整套设备来到科室,用BCI技术帮助患者说出他的“心里话”。

使用脑机接口技术 高位截瘫失语患者“说”出“心里话”

使用脑机接口技术。西安交通大学供图

在科室医师赵玉杰和侯彦丽确认患者心电监护及气道插管安全后,责任护士和徐光华团队一起给患者带上了脑电帽。徐光华反复检查确保设备连接正常后,患者的第一次BCI测试正式开始,屏幕开始倒计时:5、4、3、2、1。在程序简短的引导教学后,患者便可通过注视电脑屏幕“操控”设备。病床上的患者安静地看着电脑屏幕上不断跳动的字符,不一会儿屏幕上就跳出了“你好”两个字。脑电帽采集到了患者的脑电信号,通过计算机的处理和分析,患者最终用BCI系统“说”出了“你好”。

据介绍,BCI技术是一种利用各式电极采集大脑活动产生的生物电信号,并通过计算机对信号进行处理分析,解码运动、视觉等信号,从而实现人机交互的技术。根据采集信号的方法不同,BCI系统可分为有创BCI和无创BCI。前者直接从大脑皮层表面采集脑电信号,需要通过手术植入芯片;而后者通过脑电帽等穿戴设备,从头皮上采集脑电波信号,记录脑电图(Electroencephalogram,EEG)。EEG反应了大脑组织的电活动及大脑的功能状态,通过对脑电图的分析,可以探测和识别人的意图,并据此可实现对外部设备的直接控制。

目前,BCI技术在教育、军事、医学等领域都有着非常广泛的应用。在医学领域,BCI可用于诊断脑部神经性疾病,预测和抑制癫痫的发病,可用于中风患者的康复训练等。但在重症医学领域中,BCI的应用还比较有限。简单的“你好”两个字,代表了BCI技术在重症患者中的应用迈出了一大步。BCI技术有望实现重症患者和医护及家属的有效交流,切实反映患者病情变化,提高ICU患者诊治疗效,改善预后。(完)

(责任编辑:张洋 HN080)