脑机接口——“看见”你的声音

时间:2020-08-07 12:10:03  来源:西部网

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脑机接口——“看见”你的声音

8月6日,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”!


2020年8月6日,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(Brain-Computer Interface,BCI)技术,成功使一位高位截瘫失语患者“说”出“你好”!此类案例在国内外均未见报道。

这位患者由于半个月前不慎从高处跌落,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,颈椎已成功复位,但目前四肢功能尚未恢复,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(“是”或“否”)来向医生表达自己的诉求。如何让这样的患者更好地表达自己的心声?这一问题一直困扰着国内外ICU医护人员。

近期,重症医学科王小闯主任、王岗副主任同机械工程学院徐光华教授就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,王主任在主管医师充分与患者及其家属沟通病情的基础上,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,徐教授及其团队于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。

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在科室赵玉杰医师和侯彦丽医师确认患者心电监护及气道插管安全后,责任护士和徐教授团队一起给患者带上了脑电帽。徐教授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”。

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BCI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;同时也可及时反映患者诉求,实现ICU患者人文关怀的个体化及智能化。(西安交通大学第二附属医院重症医学科供稿)

编辑:刘少华


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