让失语者“说话”、脑机康复机器人,脑机接口技术解锁新型数字疗法

时间:2020-12-28 相关资料下载
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如果说未来,只需要在大脑植入一个芯片,借助其力量就能治愈所有疾病,你觉得是否真实?


就好比古人追求“长生不老”那样,我们在追寻“大脑控制”的道路上付出了很多,也诞生了许许多多新技术,BCI 脑机接口技术应该是目前最有希望应用于临床的。

2020年9月,埃隆·马斯克和其“三只小猪”演示的“脑机接口”技术轰动全球。而将脑机接口应用于临床治疗的例子,在中国同样不少。

| 让失语者“说”话


今年8月,西安交通大学第二附属医院重症医学科联合西安交通大学机械工程学院使用脑机接口技术,成功使一位高位截瘫失语患者“说”出“你好”!


这位患者,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。经过及时手术治疗,目前颈椎已复位,但四肢功能尚未恢复、吞咽困难和言语障碍。

针对该患者症状,就BCI技术在重症患者中的应用进行充分论证,医生制定出个体化实施方案。在测试过程中,患者安静地看着电脑屏幕上不断跳动的字符,脑电帽采集到脑电信号后,BCI系统显示出了“你好”两个字。

简单的“你好”两个字,却代表了BCI技术在重症患者中的应用迈出了一大步。


| 脑机康复机器人


以脑机接口算法为核心技术,当前臻泰智能的脑控康复机器人,已处于临床试验阶段,样机已进入注册检验环节,预计未来 1~2 年内产品上市。


我国作为现代社会快速发展的人口大国,意外事故和环境污染造成脑外伤、脑瘫等脑损伤致残人数可观,随着老龄化社会的来临,脑中风等成为运动障碍致残的主要因素。

通过结合脑机接口,它就变成一个双向的闭环反馈,所以是从被动到主动、单一到双向的一种显著的治疗方式改进。


脑控康复机器人可以集视听觉刺激、脑肌电运动感知、机械辅助驱动、功能电刺激等为一体,利用辅助回路刺激实现运动神经通道的神经兴奋易化重建,成为实现主被动协同康复、神经环路重建训练不可或缺的智能化支撑系统。


臻泰智能团队独创性提出 “视觉运动融合处理技术”,直观来讲,可以同时解读眼睛所看和大脑所想的信息。通过这种信息融合,可以提高脑机接口系统的准确率和稳定性。

研究原理在于,脑机接口需要一个刺激范式,从范式的形态来说,把传统的光闪烁亮度刺激变成了一种视觉和运动的 “牛顿环” 协同刺激方式,并融入镜像运动频率刺激信息,从而使患者的自发运动意图信号更强,解决了患者脑电信号微弱、个体差异性大的问题。

具体来说,利用虚拟现实技术(VR)构建丰富刺激的康复训练场景对患者进行目标任务诱导,激发其主动运动意图;通过非植入式脑机接口采集设备获取到脑电波信号,再通过算法来解码神经控制指令;最后将控制指令发送给康复机器人,机器人带动患者肢体实现运动反馈,从而帮助患者实现脑控主被动协同康复训练。


生命健康、脑科学,将成为中国未来15年的科技建设重点,而脑机接口技术可谓是脑科学与生命健康联动研究的重点技术,感兴趣的同学记得赶上这趟科技早班车!


脑机交互与智能硬件学术营地,结合了美国密歇根大学和我国浙江大学脑机交 互基础课程,让学员了解最新的脑机交互发展趋势,体会脑电波控制机器人、控制他人手臂运动等尖端领域的实验。

通过课程学习,让学员能够通过自己编程实 现脑神经信号(EEG)、心电信号(ECG)和肌电信号(EMG)的读取、过滤和处理,并进一步与控制器(如Arduino等)、执行器(如机械手等)结合起来,完成 神经信号传感、肌肉运动识别、仿生假肢操纵等相关科学挑战任务。

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