脑机接口技术在神经系统疾病康复中的应用进展

脑-机接口(BCI)是一种利用大脑信号与外部环境进行交互的新技术,在运动辅助及康复治疗中具有重要的研究价值。本文主要介绍BCI技术在脑卒中、脊髓损伤和肌萎缩侧索硬化症康复中的应用进展,并就BCI技术目前的局限性及研究发展方向进行综述。     

脑机接口技术在慢性脑卒中患者上肢康复中的研究进展

脑机接口(BCI)技术可以激活神经系统可塑性。记录大脑活动的技术包括侵入性和非侵入性方法,后者具有安全、便携和低成本的优点,但容易产生信号污染。在慢性脑卒中患者上肢康复中,目前通常采用脑电图结合机械臂的方法。临床上,BCI多与其他康复方法联合应用,可提高康复效果。未来需要提高BCI运动意图解码的准确性,对患者进行分层和量身定制治疗,开发混合式和便携式BCI系统。     

脑-机接口技术在中枢神经系统损伤患者康复中的应用研究进展

脑-机接口(BCI)技术是近年来迅速发展的一种新型康复治疗技术,通过采集分析人脑数据,并转换成相应电信号,使中枢神经系统损伤的患者与外界建立一种新的联系。目前BCI技术主要应用在卒中后肢体的运动功能康复、脊髓损伤的康复以及典型的闭锁综合征的康复。但BCI技术在发展的同时也有其不足之处,本文将从上述几个方面对此项新技术做研究进展综述。     

脑机接口技术治疗脑卒中后运动功能障碍研究进展

文章总结归纳脑机接口(BCI)技术治疗脑卒中后运动功能障碍的国内外研究现状,主要从BCI定义与分类、临床治疗的工作原理与理论基础、具体临床应用及存在的问题等方面进行阐述。BCI是指一种硬件和软件相结合的通信系统技术,通过使用脑电活动产生的控制信号,使人类能够在不受周围神经和肌肉影响的情况下与周围环境进行交互,它可以通过控制外部设备帮助患者实现一定的功能,提高生活质量。BCI技术具有安全性高、治疗方便、恢复效果良好的特点。根据信号采集的位置,脑机接口分为非侵入式脑机接口和侵入式脑机接口,其中非侵入式接口是目前临床较为常用的。其工作流程可分为信号采集、预处理或信号增强、特征提取、分类和控制接口5个步骤。目前,BCI技术已被应用于脑卒中患者上肢、手、下肢和步行功能障碍等方面的治疗,其主要是通过恢复和替代这2种方法来促进脑卒中患者大脑的神经可塑性,从而帮助脑卒中患者运动功能的康复。但BCI技术在临床诊疗方面仍存在一些不足之处,如信号采集质量有待提高、治疗运动处方参数设置亟待规范、治疗方式选择存在难点等。BCI治疗脑卒中后运动功能障碍疗效较好,为临床治疗脑卒中后运动功能障碍提供了新的有效借鉴,但下一步还需就目前存在的问题及具体作用机制进一步深化研究,以提高BCI技术临床治疗效果。     

基于脑电图的双向闭环互适应智能脑机接口在神经康复中的应用研究进展

随着神经科学和工程学的发展，基于脑电图（EEG）的双向闭环互适应智能脑机接口（BCI）已经成为一种重要的神经康复技术。BCI系统除了可发挥神经假体的功能替代作用外，还可作为增强神经可塑性的工具。本文就基于EEG的双向闭环互适应智能BCI的神经机制、分类方法作一综述，归纳其在神经康复中的应用现状与最新进展，以及在开发中面临的挑战。     

脑机接口对脑卒中后上肢运动功能效果的Meta分析

目的 系统评价脑机接口(BCI)对脑卒中患者上肢运动功能的康复疗效,并比较不同BCI的疗效差异。     

脑机接口技术的康复应用及研究进展

自1929年Berger等提出“阅读思想”这一概念来,随着大脑信号各项研究进展、神经重塑的时间和空间普遍性被认可、大脑信号实时采集及分析系统的发展及社会需求的不断增长,脑机接口(brain computer interface,BCI)技术在近几十年飞速发展[1].BCI是一种在没有周围神经和肌肉这一正常传出通路参与的情况下实现人与外界环境的交互并显示或实现人们期望行为的电脑系统[2].某种意义上说BCI是一种康复训练设备,可用于多种疾病的康复过程.其促进疾病康复的途径主要有两种:一是通过与环境的交互实现重症瘫痪患者多种功能的替代;二是通过促进大脑重塑实现功能代偿[1],最终减轻残疾提高患者的生存质量[3].     

心肌型脂肪酸结合蛋白在钝性心脏损伤早期诊断中的价值

目的 探讨心肌型脂肪酸结合蛋白(heart-type fatty acid-binding protein,H-FABP)在钝性心脏损伤(blunt cardiac injury,BCI)早期诊断中的价值.方法前瞻性研究2007年1月至2008年6月间复旦大学附属上海市第五人民医院收治的42例钝性胸部损伤患者和同期本院健康体检中心42例健康体检者血清心肌标志物水平,采用双抗体夹心酶联免疫一步法定量检测42例健康体检者和42例钝性胸部损伤患者伤后3,6,12 h血清H-FABP、心肌肌钙蛋白Ⅰ(cardiac troponin Ⅰ,cTn Ⅰ)和肌红蛋白(Myoglobin,Myo)含量.以cTn Ⅰ作为诊断BCI的金标准,将42例钝性胸部损伤患者分为心肌损伤组(13例)和非心肌损伤组(29例).绘制H-FABP和cTn Ⅰ在胸部损伤患者伤后3,6,12 h诊断BCI的受试者特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC curve),并比较曲线下面积(area under the curve,AUC),分析伤后不同时间(3,6,12 h)血清H-FABP和cTn Ⅰ对BCI的诊断价值.多组均数间的差异性比较采用Kruskal Wallis检验,ROC曲线下面积比较采用delong.clarke-pearson检验.以P＜0.05为差异具有统计学意义.结果伤后3 h诊断BCI的AUCH-FABP和AUCcTnⅠ分别为0.9257和0.6844.AUCH-FABP大于AUCcTnⅠ,二者差异具有统计学意义(P=0.0125),伤后12 h诊断BCI的AUCH-FABP小于AUCcTn Ⅰ,差异具有统计学意义(0.9841 vs.0.8276,P=0.0278),二者对诊断伤后6 h BCI的ROC曲线下面积相比,差异无统计学意义(0.9655 vs.0.9125,P=0.2609).结论 H-FABP对BCI具有早期诊断价值,其伤后3 h的敏感性优于cTnⅠ.     

基于脑机接口电刺激在脑卒中患者上肢康复中的应用研究

目的 探讨基于脑机接口（BCI)电刺激在脑卒中患者上肢康复训练中的可行性及作用机制。 方法 选取5例脑卒中患者并采用基于BCI电刺激技术对其上肢功能进行康复训练（共训练1次）,观察入选患者康复训练前、后在执行运动想象(MI)任务时的在线准确率（CA）以及事件相关去同步电位（ERD）。 结果 5例入选患者康复训练前执行运动想象任务时的平均在线准确率为50.70%,康复训练后其在线准确率提升至58.94%;康复训练前2例患者两侧中央运动区均表现ERD特征,康复训练后该2例患者两侧中央运动区ERD特征较治疗前明显增强,并且患侧中央运动区ERD特征亦明显强于健侧中央运动区,1例脑卒中患者在训练前无明显ERD特征,经康复训练后患侧中央运动区表现出ERD特征,另外2例患者在康复训练前、后其双侧中央运动区均无明显ERD特征。 结论 基于BCI电刺激技术对促进脑卒中患者上肢功能恢复具有显著疗效,其治疗机制可能与促进患侧运动相关脑区激活有关。     

视觉运动诱导的脑机接口技术应用于脑卒中患者上肢运动功能和认知功能的效果

目的 探讨视觉运动诱导的脑机接口(BCI)技术应用于脑卒中患者上肢运动功能和认知功能的治疗效果。方法 2021年7月至2022年3月，陕西省康复医院患有上肢手功能障碍和认知障碍的脑卒中患者50例随机分为对照组(n=25)和试验组(n=25)。两组均接受常规康复，对照组进行传统被动式手功能康复训练，试验组进行视觉运动诱导的BCI康复训练，共2周。治疗前后分别比较两组Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMAUE)、改良Barthel指数(MBI)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分，并对计算试验组的脑参与度。结果 治疗前，两组FMA-UE、MBI和MoCA评分比较均无显著性差异(P> 0.05)。治疗2周后，两组FMA-UE、MBI和MoCA评分均较治疗前显著提高(t> 2.481, P <0.001)，且试验组优于对照组(t> 2.453, P <0.05)；试验组平均脑参与度在治疗后上升21%。结论 基于视觉运动诱导的BCI康复训练有利于促进脑卒中患者上肢运动功能的恢复以及认知功能的提升。     

基于运动表象的脑机接口训练对亚急性期脑卒中患者手功能康复的效果

目的 观察并探讨基于运动表象的脑机接口(BCI)训练对亚急性期脑卒中偏瘫患者手功能康复的疗效。方法 2020年6月至2021年12月,郑州大学第五附属医院康复医学科亚急性期脑卒中偏瘫患者40例随机数字表法分为对照组(n=20)和试验组(n=20)。两组均予药物治疗和常规综合康复,对照组采用手部康复机器人训练,试验组采用基于运动表象的BCI训练,共4周。治疗前后,采用Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMA-UE)、改良Barthel指数、改良Ashworth量表进行评定,表面肌电图检测患侧指浅屈肌、指伸肌和拇短展肌在最大等长收缩状态下的积分肌电值(iEMG)。结果 对照组脱落2例,试验组脱落1例。治疗后,两组各项指标均改善(t> 2.322, Z> 2.631, P <0.05);除FMAUE腕评分外,其他指标试验组优于对照组(t> 2.227, Z> 2.078, P <0.05)。结论 基于运动表象的BCI训练能有效改善亚急性期脑卒中偏瘫患者的手功能和日常生活活动能力。     

基于脑电信号的意识信息提取与表达:脑-机接口

脑电信号(EEG)能够在一定程度上反应大脑的活动，如不同的睡眠状态、兴奋或抑制状态，都会出现不同的脑电信号。应用模式识别技术，不同类型的脑电信号能够被正确地区分。由于脑电信号与意识活动状态有一定的联系，通过对脑电信号的分类处理，有可能识别不同的意识活动状态。完成这种功能的系统目前称为脑一机接口(brain-computer interface，BCI)。     

电刺激技术在运动康复中的应用研究

文章回顾了用于运动康复电刺激技术40年来的发展历程,并在神经细胞或肌肉细胞电生理的基础上阐述了电刺激的基本原理。根据电刺激与患者之间的交互特性,把它分为功能性电刺激(FES)、治疗性电刺激(TES)以及神经调变电刺激(NMS)。文章对国际新近发展的电刺激在脊髓不完全损伤患者行走功能恢复中的应用给予了重视。文中最后指出了电刺激技术的发展趋势,目前正面临着一次新的飞跃,那就是脑-机接口(BCI)技术与电刺激技术的结合,让诸多不同类型瘫痪患者看到实现运动功能康复的曙光。     

基于闭环脑机接口的脑卒中患者的手功能康复研究

目的:探讨基于运动想象(MI)的闭环式脑机接口(BCI)在脑卒中后手功能康复中的大脑运动皮质激活状态评估与治疗效果。方法:将6例有上肢手功能障碍的脑卒中患者随机分为MI-BCI组(3例)和MI组(3例),均接受常规的康复治疗,MIBCI组进行为期1个月,每周3次的闭环BCI的康复训练,MI组为同等量的运动想象训练。在治疗前和1个月的治疗结束后,分别对两组患者进行BCI脑电评估,针对上肢手进行改良Ashworth评分(MAS)、上肢Fugl-Meyer评估(FMA)和运动功能状态量表(MSS)评分,MI-BCI组在治疗结束后1周再进行一次脑电评估。结果:经过1个月的康复训练,两组患者在FMA、MSS评分上较治疗前均有所提高,MI-BCI组较MI组在脑区激活上更为明显。结论:基于运动想象的闭环式脑机接口康复训练可促进脑卒中患者大脑的脑区激活,从而有利于其皮质重塑,促进上肢及手功能康复疗效的提高。     

电刺激技术在运动康复中的应用研究

文章回顾了用于运动康复电刺激技术40年来的发展历程，并在神经细胞或肌肉细胞电生理的基础上阐述了电刺激的基本原理。根据电刺激与患者之间的交互特性，把它分为功能性电刺激（FES）、治疗性电刺激（TES）以及神经调变电刺激（NMS）。文章对国际新近发展的电刺激在脊髓不完全损伤患者行走功能恢复中的应用给予了重视。文中最后指出了电刺激技术的发展趋势，目前正面临着一次新的飞跃，那就是脑－机接口（BCI）技术与电刺激技术的结合，让诸多不同类型瘫痪患者看到实现运动功能康复的曙光。     

脑机接口综合康复训练对亚急性期脑卒中疗效的静息态功能磁共振研究

目的 探索亚急性期脑卒中患者接受基于运动想象的脑机接口(BCI)综合康复训练后,上肢运动功能和神经可塑性变化。 方法 2018年1月至2019年6月,中重度上肢功能障碍的亚急性期脑卒中患者14例,接受综合康复训练4周,内容包括基于运动想象的BCI训练、常规运动疗法和作业疗法。训练前后,采用Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMA-UE)、手臂动作调查测试(ARAT)和Wolf运动功能测试(WMFT)进行评定;以感觉运动区及额叶内侧为种子点,行静息态功能磁共振扫描,比较种子点功能连接。 结果训练后,患者FMA-UE、ARAT和WMFT评分均明显升高(|t| > 5.298, Z = -3.297, P < 0.01);颞、额、枕、顶叶多个脑区间功能连接增强。其中左侧顶叶前梨状皮质区(BA5L)与右侧额叶下脚后区(BA48R)之间的连接、左侧中央前回背侧(BA4L)和右侧前颞横回(BA41R)之间的连接与上肢运动功能评分正相关( r > 0.416, P < 0.05)。 结论 基于运动想象的BCI综合康复训练能改善亚急性期脑卒中患者上肢运动功能,促进脑功能网络活动。     

脑机接口在脊髓损伤康复中的应用进展

正目前,全球每年约有13万人发生脊髓损伤,将近一半的患者损伤平面在C6及以上~([1])。脊髓损伤会导致感觉、运动等重要的生理功能丧失或减弱,显著降低患者的生存质量~([2])。脊髓损伤患者还常合并有神经源性膀胱肠道、呼吸困难及体温调节障碍等问题,这些患者多生活不能自理,多长期依靠家庭照护。不仅给患者本人带来了沉重的心理压力,也给社会造成了巨大的经济负担。目前,脊髓损伤的治疗方法有限,治疗效果欠佳,为了寻求更好的治疗效果,提高患者的生存质量,已有研究者尝试将脑机接口(brain-computer interface, BCI)这项前沿技术应用于脊髓损伤的康复治疗中。BCI是用计算机系统采集大脑信号并利用其控制辅助设备     

1例脾破裂合并心脏破裂患者的手术护理配合

<正>严重车祸易导致脏器损伤。脾脏损伤在钝性腹腔脏器损伤中最多见[1]。美国创伤外科协会(AAST)指出脾切除术应为Ⅳ级或Ⅴ级损伤首选手术治疗方法[2]。交通事故也易引发钝性心脏损伤(blunt cardiac injuries,BCI)。钝性心脏破裂(blunt cardiac rupture,BCR)是胸部外伤中的急危重症,是指心脏壁     

脑机接口在康复治疗中的应用

正脑-机接口(brain-computer interface,BCI,Brain-machine interfaces, BMI)是一种前沿、热门的中枢神经干预新方法,通过大脑神经活动来控制一些外部辅助设备(外骨骼、功能性电刺激、轮椅、服务机器人、虚拟现实技术等),是使脑卒中、脊髓损伤、脑瘫等严重神经肌肉障碍患者(思维正常但有严重功能障碍)在一定程度上恢复其交流和运动能力的有效途径[1],目前在促进脑卒中和脊髓损伤康复方面是研究热点,在康复上有着良好的应用前景,但大家对其原理的认识及具体的应用还不是很清楚,本文就脑-机接口的作用原理、在康复中的应用进展、其促进康复的机制及其联合应用方案作一综述,以期给临床应用提供参考依据。     

基于Pubmed数据库文献挖掘的近5年脑机交互研究热点的聚类分析

目的:调查有关脑机交互(brain-machine Interfaces,BCI)研究的医学文献,得出近期脑机交互研究热点。方法:应用美国国立医学图书馆开发的Pubmed数据库进行近5年有关脑机交互的文献检索,应用书目共现分析系统(bibliographic Item CO-Occurrence Matrix Builder,BICOMB)进行文献计量分析,SPSS 19.0软件进行聚类分析。结果:通过对脑机交互高频关键词聚类分析绘制树状图,总结得出了3大类研究热点:1)非侵入式的脑机交互信号获取和解码;2)侵入式获取信号的脑机交互研究;3)脑机交互在脑卒中康复中的研究。结论:脑机交互技术目前正在快速发展,但仍需更方便、有效、安全的信号提取及转化技术,以求积极应用于临床治疗。