脑卒中后的康复,从来不是一次治疗能够完成的。对于存在上肢运动功能障碍的患者而言,从住院期的专业训练,到出院后的社区康复、家庭训练,往往需要经历一个持续而漫长的过程。然而,治疗师资源有限、高端康复设备价格较高、家庭训练缺乏专业辅助等问题,使不少患者在离开医院后难以维持足够频次的康复训练。围绕这一现实需求,一支由电子信息、生物医学工程、人工智能、机械设计等多学科成员组成的科研团队,正在尝试通过非侵入式脑机接口技术,为康复训练探索一种更加轻量、可持续的解决方案——“CortiMove”非侵入脑机接口神经康复系统。
与传统康复设备单纯带动肢体重复运动不同,“CortiMove”更强调患者主动参与训练。当患者在脑海中想象患手抓握或张开时,脑电设备首先采集运动想象过程中产生的头皮脑电信号,边缘计算平台随后对信号进行处理和意图识别,再将识别结果传递给手部外骨骼,辅助完成相应动作。同时,患者可以通过视觉、听觉和本体感觉获得动作反馈,从而构成“运动想象—意图识别—外骨骼执行—多感官反馈”的训练闭环。项目希望借助这种“先有运动意图、再产生动作反馈”的方式,增强患者在康复过程中的主动参与。

图1为 “CortiMove”系统硬件控制板实物图。团队自主完成电路板设计与组装,用于系统信号传输、设备通信及后续功能联调。
但对于团队而言,让一只机械手能够根据脑电信号完成抓握和张开,只是研发的第一步。“CortiMove”更加关注的,是脑机接口技术能否真正摆脱对高成本实验室设备和固定使用环境的依赖,进一步进入基层和家庭场景。为此,系统在设计之初便将低成本、便携化和模块化作为重要方向,尝试采用消费级脑电采集设备、边缘计算平台与轻量化手部外骨骼,在保证实时交互和基本安全性的同时,降低整套系统的工程实现门槛。其定位并非单纯追求实验室条件下的性能指标,而是在识别能力、实时性、设备成本与可部署性之间寻找平衡。
这种设计背后,指向的是一条从医院延伸至社区和家庭的康复路径。在医院康复科,“CortiMove”未来可作为常规康复训练的辅助模块,在专业人员指导下帮助患者进行主动运动想象训练;患者进入恢复阶段后,系统还可进一步向社区康复中心延伸,为治疗师资源相对有限的基层场景提供标准化辅助训练条件;而随着设备进一步轻量化和操作流程简化,家庭则有望成为其更长期的应用场景,使患者在出院后仍能够持续进行训练。项目技术方案目前已经将医院康复科、社区康复中心、家庭康复和科研教学列为主要应用方向。
除了“让患者能够训练”,团队还希望解决“训练之后如何评估”的问题。按照现有系统设计,“CortiMove”可记录训练成功率、反应时间、训练量等数据,并通过软件界面呈现训练进度和信号质量,为后续形成更加标准化、可量化的训练报告奠定基础。随着系统迭代,其训练日志还具备进一步扩展物联网上传的可能,从而为未来医生、治疗师了解患者院外训练情况提供技术基础。
从这个意义上看,该产品所探索的,并不只是一件新的康复设备,也是一种不同的康复服务思路:医院负责专业评估和方案制定,社区承担部分持续训练,家庭延续康复过程,训练数据则帮助专业人员进一步了解患者状态。脑机接口技术由此不再只是展示“意念控制机械”的前沿科技,而开始尝试与真实医疗需求、基层康复资源和长期家庭照护相结合。
当然,从科研原型真正走向医疗产品,仍有很长的路要走。脑电信号存在明显个体差异,不同使用者的运动想象能力、信号质量和设备适应程度也并不相同;外骨骼的穿戴舒适性、长期训练稳定性以及系统安全性,同样需要经过持续优化和更规范的验证。目前,团队已在健康受试者中开展实时闭环测试,测试结果也显示不同个体之间存在一定差异,这进一步凸显了个性化校准和算法优化的重要性。
按照项目规划,“CortiMove”将沿着“实验室原型—健康人验证—单中心预实验—多中心评价—医疗器械注册”的路径持续推进,在后续伦理审批和规范验证基础上,进一步考察系统在真实康复场景中的可行性、安全性与耐受性。
让机械手“动起来”或许并不难,真正困难的是让不同患者都能安全、稳定、长期地使用,并让前沿技术成为普通家庭能够接触到的康复工具。从实验室中的脑电头盔、边缘计算设备和外骨骼机械手出发,“CortiMove”正在尝试回答一个更具现实意义的问题:脑机接口能否在保持技术先进性的同时,进一步降低应用门槛,走出实验室、走进社区和家庭。让患者从“想动”逐渐走向“能够训练”,也让脑机接口从前沿科技迈向普惠康复,这正是“CortiMove”持续探索的方向。(韩沂偌 户丁聆 张璟豪)
转自:鹰潭新闻网
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