湖北日报全媒记者 刘洁 通讯员 王丽娟
助瘫痪者重新行走,凭借意念操控鼠标……在当前科研项目中评选“最科幻技术”,脑机接口必然榜上有名。
脑机接口是指将人脑与外部设备连接起来,实现人脑与外部设备之间的信息交互。简单来说,这种技术可以把大脑的想法转换成电脑可以理解的信号,或者把电脑的信号转换成大脑可以理解的指令,像在大脑和电脑之间架起一座桥梁。
当前,该技术正在一日千里地发展,特别是在医疗领域。武汉抢抓风口,在脑机接口领域已形成一批具有国际领先水平的技术成果,产业集聚效应初步显现。
“一位四肢不全瘫痪患者,就诊时坐轮椅不能下地,经过30次经颅磁刺激治疗,目前可以下地缓慢行走。”11月25日,武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司(以下简称“武汉依瑞德”)董事长蔡胜安,正在听取来自合作医院的病例情况反馈。
经颅磁刺激作为脑机接口的非植入式技术,无痛、无创,在国内外临床诊断治疗和科学研究中得到了迅速发展。
武汉依瑞德自主研发的国产经颅磁刺激仪,打破国外技术垄断,部分性能国际领先,目前已广泛应用于全球5000余家医疗机构,让过亿患者从中受益。
适用人群广泛,可治疗多种脑疾病
什么是经颅磁刺激治疗?当天,湖北日报全媒记者体验了一把。
把一个蓝色、巴掌大小的拍子,紧贴在头部。治疗开始后,随着脉冲磁的力度有节奏地输出,脑袋有被轻微敲击的感觉,像是在给大脑做按摩。
蓝色拍子其实是磁刺激线圈,通上电后,其周围会产生变化的磁场。这个磁场可穿透皮肤、颅骨,在脑袋里产生感应电流,刺激脑神经,从而干预脑代谢和神经电活动,达到治疗疾病的目的。
刺激的频率、位置、时长不一样,起到的作用也不一样。
例如抑郁症患者,大脑前额叶皮层功能下降,需要采用医用级高频磁刺激,让大脑神经兴奋起来;躁郁症患者,则需采用低频刺激,起到抑制作用。对于脑卒中、帕金森病、阿尔茨海默病、睡眠障碍等患者,磁刺激也可改善相关症状。
“经颅磁刺激治疗属于物理治疗,比较安全。我们医院用该技术,同时配合药物治疗了数千例病人,最小的6岁,临床症状改善明显。”河北医科大学第一医院精神卫生中心主任安翠霞说。
全球首创冷却系统,更适合国内应用
经颅磁刺激仪起初在国外批准上市。十几年前,国外两家公司垄断了中国市场,价格昂贵。
2009年,在多年研究的基础上,武汉依瑞德自主研发出CCY型经颅磁刺激仪,成为中国首个获国家药品监督管理局注册证的经颅磁刺激仪。
CCY型经颅磁刺激仪一上市,国外产品立马降价;同时该产品带有全球首创的惰性液态内循环冷却系统,更适合国内临床应用。
原来,经颅磁刺激仪在治疗时会通过很强的电流,产生大量热量。为不烫伤患者,必须对线圈进行降温。
国外的仪器采用风冷降温,降温耗时长,每台仪器一天只能治疗几位患者。国内患者基数大,设备不能等那么久。
惰性液态内循环冷却系统,通过线圈内置的惰性液体循环流动,可即时带走热量,保证设备长时间运转,单台仪器一天可治疗30多位患者。
根据临床需求,武汉依瑞德相继开发出双线圈、多模态、深部双屏双位、自动导航磁刺激仪等多种产品,以及中国首款磁休克设备,用于治疗难治性精神疾病。
截至目前,武汉依瑞德的经颅磁刺激仪市场保有量超1万台,市场占有率连年居国内第一。除国内市场外,还远销欧洲、东南亚等国家和地区。
疾病难以区分,近红外脑成像一测便知
“请跟着数数,1、2、3……”戴上一顶特殊的帽子,通过几个简单的问答,在电脑上就可形成大脑活动的状态图。
这是武汉依瑞德研发的近红外脑功能成像系统,利用特定波长的近红外光穿透颅骨,探测大脑皮层血液中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化,以检测和判断大脑活动状态。
对于精神类疾病而言,精确诊断不是一件容易的事。传统的方式是量表、问诊,存在一定主观性,而且检测耗时长,儿童等人群配合度低。
“一些精神类疾病,例如抑郁症和双相情感障碍,临床上难以区分。但两者的近红外成像波形不一样,可以帮助我们诊断。”四川大学华西厦门医院神经功能检测与调控中心主任郑重说。
郑重介绍,随着社会的发展,大家越来越重视脑健康、脑疾病,现在就诊的人群数量相较以前大幅提升,各类脑机接口技术帮助他们“读脑、控脑”,脑机接口产业的发展显得更加重要。
“脑机接口的上游是基础研究和技术转化,而非单纯的制造业。在这一轮的脑科学产业和技术布局中,武汉在无创和有创脑机接口技术上已有基础和条件,在‘学、研’上具备优势,顺势而为,‘双头’并举,完全有望走在全国和全球前列。”武汉依瑞德董事长蔡胜安说。