截瘫失语者通过脑机接口“开口”问好

2023-08-21 11:30:52 来源：北京青年报

看着电脑屏幕上字符或拼音可通过系统表达自己的想法

(资料图片)

患者在电脑屏幕上“说”出“你好”

近日，西安交大二附院联合西安交大机械工程学院使用脑机接口，使一位高位截瘫失语患者“说”出了“你好”，引发网友关注。8月17日，北京青年报记者从西安交大二附院了解到，该名患者从高处跌落后高位脊髓受损，只能通过眨眼向医生表达诉求，而通过脑机接口技术，患者通过看着电脑屏幕上不断跳动的字符或拼音，便可通过系统“说”出自己的想法。据负责医生介绍，通过脑机接口技术，有望实现患者和医护人员以及家属更加有效的沟通交流，帮助患者更加精确表达出内心的想法。

高位截瘫失语患者说“你好”

据西安交大二附院介绍，这名患者跌落后，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，只能通过眨眼来向医生表达自己的诉求。

西安交大二附院重症医学科王小闯主任、王岗副主任同西安交大机械工程学院徐光华教授就脑机接口（Brain-Computer Interface，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技术帮助患者说出心里话。当天，患者被戴上了脑电帽，在经过引导教学后，患者看着电脑屏幕上不断跳动的字符，不一会儿屏幕上跳出了“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”。据介绍，此类案例在国内外均未见报道。

通过该技术帮助患者精确表达

8月17日，王岗副主任对北青报记者介绍，从去年开始，医院便一直在同西安交大机械工程学院对接技术的开发应用。“学校那边一直在做脑机接口，之前有用人脑控制的飞行器、轮椅等，但没有尝试过语言输出。我们这边主要根据临床患者的需要提出需求，他们根据相应的需求来完成信息转换。”王岗介绍，8月6日测试时，他们还曾认为可能不会成功，没想到的是第一次测试中，患者便成功“说”出了“你好”。

王岗称，现在给患者应用的也有两种模式，一种是有预设的问题，通过注视相应的图像进行选择。王岗举例称，“例如‘重症医学’4个字，在4个字下面有相应闪烁的黑白图像，我们用眼睛看的话好像都是在闪，没有什么区别，但是在看的时候频率上还是有区别，这一区别我们的眼睛和脑子都知道，只是我们自己没有感觉。但脑电是不一样的，所以把脑电采集出来之后，电脑可以解析出频率的区别，分析看的是哪个字下面的图标，对应出来是哪个字，后期可以把看到的东西转化成语言的功能。”

另一种模式是和拼音打字功能相似，“把26个字母放在这里，通过注视之后把想表达的意思拼出来了，这个‘你好’就相当于是拼出来的。我们平时让患者眨眼睛，只能是问他‘渴不渴’‘想不想上厕所’等问题，患者如果有其他自己想表达的东西，比如想要见哪个亲属，这些医护人员是没有办法精确了解的。”王岗说，“而通过脑机接口技术则可以帮助患者表达出他们内心不同的想法。”

未来应用或转换成便携设备

王岗对北青报记者说，通过脑机接口帮助患者表达心声的核心技术已经没有太大问题，在后期应用时还有些其他问题需要解决。“在8月6日当天测试的时候，我们还是用着实验室的笔记本，戴着脑电帽。以后应用的话肯定是要转换成一个能用的更加便携的设备，做成类似于平板电脑的设备，可以挂在患者床头，患者通过视觉信息控制选项合成语音，声音传到值班室或者护理部，这样患者的需求可以及时表达出来。”

王岗说，此外，后续还要考虑根据患者的需要做更加细分的栏目，满足不同患者的需求。王岗说，在成本可承受的情况下，因为使用上对患者来说比较便捷，所以这一技术未来应用性还是比较强的。

据医院介绍，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反映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。

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。（记者郭琳琳）

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