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肢体残疾患者重获运动能力

由外伤( 车祸、枪击、跌落、运动损伤等)或疾病(肌萎缩侧索硬化、横惯性脊髓炎等) 导致脊髓损伤和因脑中风引发脑组织损伤的患者,都可能因神经系统受损使身体运动机能残缺或丧失。

而肢体残缺不仅仅是身体上的损失,同时会对患者的心理造成极大的损伤,约 30% 的肢体缺失患者患有抑郁症、焦虑症或两者兼有。

脑机智能将帮助这类患者重获部分自主生活的能力,提高生活质量。

肢体残疾

市场容量

据中国残联2010年统计数据,估计中国肢体残疾约2472万人,其中重度残疾约占15.71%,即388万人。

现有解决方案

目前重度肢体残疾患者主要用于消除或减轻基本生活功能障碍的手段包括:

  • 全方位护理人员
  • 身体驱动的假肢(Body-powered prostheses
  • 肌电假肢
  • 外周神经接口技术

其中全方位护理人工费用较高,并且无法从根本上提高患者的自主生活能力。

身体驱动的假肢相对价格不高,使用身体残存部分(例如肩膀、手肘等)控制假肢,无需手术,但只能控制粗略动作。肌电假肢从相应屈伸动作的肌肉表面皮肤处所测取的多通道EMG 信号,属于非侵入式的控制方式,但是自由度低,难以实现关节连续运动。这两种方式仅适用身体残存部分仍能正常控制的患者,对于中枢神经受损的患者并不适用

脑机智能应用的优势

脑部神经信号对运动神经受损的患者使用的限制要求更低,对中风患者中枢神经重塑更有利。

通过采集患者的脑部信号,并加以分析,对于截肢患者,可转换为能让外接假肢连续自由运动的控制信号;对于肢体尚存的患者,可将产生的刺激脉冲通过电极作用于肌肉,使肌肉产生收缩,完成特定的功能性动作。

脑机智能应用的场景描述

高先生是一位建筑工程师,3年前,他在某建筑工地不幸被一根钢管击中了后颈部,当场昏迷。经医生诊断为第六颈椎骨折及完全性脊髓损伤。经过1年的康复治疗,高先生出院回家,但他完全丧失了腿部的运动能力,手也难以再做捏握动作。

在一次例行的康复训练中,高先生从康复科张医生那里偶然间了解到康复中心最新引进了一种新技术——基于脑机智能的神经康复,这项技术将有望帮助他重新获得手部基本动作的能力。之后,经张医生介绍,高先生在脑部植入了一个非常柔软、纤薄的传感器,它将采集并分析高先生控制手部精细动作的神经信号,并且通过无线信号传输,把控制信号传导到高先生手部的贴片刺激器上,这些刺激器将能刺激高先生手部的肌肉,使其做出相应的动作。

张医生帮助高先生逐步学习如何通过用特定的运动想象来控制手部运动。起先,高先生练习通过产生特定的脑信号让手朝自己希望的方向做平移运动。高先生可以从他的平板电脑上掌握自己的练习进展,康复系统也不断学习着高先生的脑部活动模式,二者相互磨合,渐渐地,高先生不但可以控制手部简单运动,手指的动作也能控制得更好了。

6个多月以后,高先生几乎恢复了手部日常捏握的能力,借由脑机智能设备,他已经可以独自在家制作工程图,甚至在闲暇时间还能自己外出写生。

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