【脑机接口临床】脑机接口手术的风险?脑机接口手术的应用场景?脑机接口手术如何实现偏瘫康复?
脑机接口的应用
通常对脑机接口感兴趣的两类人群,一类是适应症患者 ,另一类是科技爱好者。
1 意念控制外部设备
常见的外部设备有:外骨骼、机械手、辅助康复设备、电刺激设备、电脑光标、轮椅。
2 辅助偏瘫康复或辅助脊髓损伤患者意念控制
通常脑卒中的后遗症都是以下几种:
偏瘫:左侧或者右侧偏瘫,左侧上肢或者右侧上肢,部分肌群变高,无法控制某些肌肉群。例如,无法完成伸直胳臂(三头)、手腕伸开五指(小臂的伸肌)、抬臂(三角肌)。
语言障碍:语言说话费劲、发音困难、阅读障碍等问题。
如何辅助偏瘫患者康复呢?
大脑受损,神经细胞死亡,通常失去功能是不可逆的,也就是说,如果你砍掉了了一个胳臂,你的胳臂自行生长出来是不可能的。但是,大脑神经具有可塑性,即使上了年龄,依旧可以具有神经元连接重新建立的情况,不是说重新发育新的细胞,而是旧有的细胞的功能增强或者学习记忆。因此,临床中通过重复 大量的正确动作训练,强化大脑对正确动作的感觉以及运动反馈,通过脑机接口技术 -大脑-外部设备辅助运动-视觉/感觉反馈,能正确纠正患者的错误动作,并且通过训练能够正确训练用于代偿控制肌肉的神经细胞,以此达到康复的目的。
偏瘫患者存在损伤等级,部分患者通过长期的自主训练,行走、大幅度运动、蹬自行车、重复抓握,在舒缓肌张力之后进行枯燥重复的主动锻炼,是可以实现逐渐康复的,通常年龄越小越有利康复时间越短。康复是一个长期枯燥乏味的一个过程,需要患者有足够耐心毅力进行主动被动锻炼,此外经济条件较差的患者家庭,也无法负担高额昂贵的通用康复医院的康复费用。通常四位数甚至五位数以上的每月康复费用。
脑机接口存在的目的,开辟了一个新的通信路线,患者可以看到自己的大脑的反馈,从而减少了康复的枯燥和乏味的目的,甚至等同于康复等于在做游戏,这个对于患者的主观感受来说是具有明确的积极意义的。 尤其是对于,渐冻症无法和外界进行沟通的患者来说是极其有意义的。
3 脑机接口设备的等级划分
脑机接口设备通常按照非侵入式,半侵入式,侵入式进行划分。对应的,其对身体组织的伤害也是相应的提高。目前临床常用的,半侵入式可以分为硬膜上或者硬膜下,也是对应两种型号的脑机产品。硬膜上基本等同于无损,硬膜下会造成半损伤。但是硬膜下的信号质量优于硬膜上的信号,这是毋庸置疑的。马斯克的侵入式是损伤式,但是这也取决于手术技巧,(高精度的手术机器人以及抗组织增生的柔性等先进材料生物电极也可能没有损伤或者轻微损伤)。未来科技的发展,会向高精度定位机器人,半自动手术植入机器人发展。这种手术,面临的风险在于植入 后,是否会伤口感染(取决于医疗条件),如果发炎或者水肿,可能需要进行相应的医疗处理,否则通常的手术,一周之内患者就可以出院。一个月之内能够进行个性化的康复训练或者意念控制外设。脑机接口设备的等级,按照低级 中级 高级进行划分。低级别植入式的对于光标移动任务,三个月内基本无法完成丝滑的控制,可以完成简单的外部设备控制,但是对大脑损极小,属于半反馈系统。中级别植入设备对于光标移动任务,较为简便一个月内便可以完成光标的控制,并且完成高级语言解码任务,属于通用反馈系统,但是对大脑损伤较中。高级别的植入设备,可以完成反馈控制,包括信号的读取,感觉信号的写入(感觉障碍患者的福音),这种植入设备风险会大,但是控制的体验感也越强,属于全反馈系统。
4 脑机接口手术的描述
手术的过程,对于有丰富经验的医生来说,就是一个极其简单的手术相较于复杂的(脑瘤切除,癫痫脑组织切除,DBS脑组织电刺激),手术难度,在于找到合适放脑机设备的位置,此外找了就像打骨钉,拧上钉子就结束了。
至于大家思考的是否,可以取出设备?回答:当然是可以的。设备可以更新,也可以进行更换,无非就是在头皮上打开口子,然后替换,之后缝合头皮。至于风险就是看皮肤缝合术了。医院的缝合通常是手术缝合,用的医疗大针,医美手术的技巧甚至可以做到,皮肤缝合看不出痕迹,用的医美小针,缝合也是有蛋白线自己就吸收了,不需要拆线。
5脑机接口手术后如何快速康复
1 需要向脑机算法公司,提出相应的个体需要,我要如何使用的脑电信号的需求。
(未来脑机算法公司,就像现在的app外包公司,针对患者进行对应的算法开发)
2 可以向设备提供的公司,提出相应的硬件使用方案,个性化设计一个简便易携带的无线装置,或者提供系统的外部设备。( 电极芯片植入厂商提供硬件更新系统)
类似于手机制造商和各种APP应用软件公司这种关系。
3 快速康复
医院会出现脑机康复门诊、脑机康复病房,并且偏瘫患者,或者脊髓损伤患者有针对性个性化的设计出一套,脑机康复计划。快速康复的方法本人有以下建议,偏瘫患者日常进行自主被动康复,在医院康复器械配合下,自己进行辛苦的训练。此外脑机作为辅助纠正康复系统。对于脊髓损伤患者,植入的脊髓刺激BCI-EES系统,这个需要以BCI-EES强闭环系统作为首要康复,以提高自身的身体运动能力。
脑机目的是希望能够实现脊髓损伤患者辅助生活,终极目标实现所有类型的脑卒中患者实现康复,渐冻症患者实现交流生活自理。