科幻電影《阿凡達》中,雙腿癱瘓的美國前海軍陸戰隊員杰克·薩利,用意念控制另外一個身體的遐想正在成為現實。東南大學教授研發出可以傳遞運動“意念”的“微電子肢動儀”,運動功能受損的中風、腦癱患者戴上儀器,即可和健康人同步“動起來”。
中風患者可與健康人“同步運動”
“微電子肢動儀”由東南大學射頻與光電集成電路研究所王志功教授、生物電子學國家重點實驗室呂曉迎教授領銜的團隊聯合研發。
記者在研究所實驗室提供的視頻里看到,實驗人員和一位左側軀體中風偏癱的病人同時坐在儀器前,左胳膊分別貼上戴著電極的膠布,實驗人員的手指、手掌怎么動,中風病人的手指、手掌就會跟著怎么動。
“通過儀器,偏癱病人的左胳膊,是受實驗人員意念控制的。”王志功介紹,中風病人相應的腦神經受損,無法發出信號指令,儀器的作用就是通過通信技術、微電子技術,提取實驗人員胳膊上的生物信號,傳輸到病人的軀體上,從而實現兩個人的同步運動。
這樣一來,不管是大腦發不出神經信號的中風病人、腦神經受損的腦癱患兒,還是神經信號中斷的脊椎損傷病人,都可以通過儀器,由家人或醫護人員帶著進行康復訓練。
記者看到,除了借助他人,病人癱瘓的左胳膊還可以通過自己的右胳膊進行控制,只需將連著儀器的膠布貼到他自己的右胳膊上即可。“他的左腦神經系統是正常的,因此所控制的右胳膊上的神經信號可以橋接到左胳膊上。”王志功說。
從實驗到產品成型耗時6年
儀器原理聽起來簡單,但記者了解到,從最初的實驗,到現在的樣機完成,團隊用了整整6年的時間。
2010年元月,電影阿凡達在國內上映的同時,王志功和南通大學、中國康復研究中心等單位的研究人員合作,利用“微電子神經橋和互聯網技術”,在南京和北京之間,做了一個“兩只蟾蜍互感互動”的實驗。
南京的實驗小組將一滴醋酸滴在坐骨神經接上電極的蟾蜍左腳趾上,其左腿受到刺激后本能地收縮,這一神經信號無線傳送到北京蟾蜍左腿坐骨神經上,它也產生了相似的縮腿動作。
“實驗說明,異體操控可以實現。”王志功說,但是從一個實驗裝置到具體儀器,中間的路途并不平坦。
在蟾蜍身體里的神經上加電極,是有創的,移植到人體不太現實,如何將創面減小到最小?蟾蜍只是感受到了千里之外的信號,人體的動作由若干個神經元控制,信號怎么提取……從利用中醫的針灸微創、到現在的無創電灸,從實驗室的一塊電路板、到現在成型的儀器,科研團隊一個問題一個問題地攻克,直至樣機成型,期間獲得了多個中國和國際發明專利。
在去年舉行的第43屆日內瓦國際發明展覽會上,因為技術世界領先,他們的第一代產品“微電子神經肌電橋”獲得了醫學組特別金獎。賽后,他們對產品又進行了改進。現在的“微電子肢動儀”可以說是第四代產品了。產品還設計成了“穿戴”式,患者只要戴個手環,就可以跟著健康人一起動。
即將拿到許可上市推廣
據介紹,團隊做出的十多臺樣機,目前正在東大附屬中大醫院康復科、江蘇人民醫院康復科、北京博愛醫院中國康復研究中心、香港查爾斯親王醫院等10多家醫院試用,對幾十例癱瘓病人進行臨床科學實驗,取得了顯著的康復效果。再進行最后的臨床驗證后,就可以正式進入市場推廣了。
“我國有上百萬因車禍工傷造成的脊髓損傷患者、600萬運動能力受限的中風病人、600萬腦癱患兒,還有眾多肢體活動能力受限的老人。”王志功說,他希望團隊的這項發明能夠幫助他們,讓他們更有尊嚴地生活,“希望對這項發明感興趣的有識之士和企業,和我們一起來做這件有意義的事。”
點評
中大醫院康復科主任夏揚:對于康復病人來說,該產品不是簡單的電刺激,而是輸入的生物信號,更利于人體運動能力的恢復。此外,該產品還可以激發病人的主觀意念,讓他自己用健康的一側帶動癱瘓的病側,做到主動康復,這對病人來說,非常重要。從醫院試用的結果看,該儀器的康復效果比其他儀器有明顯提升。
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