原创 脑机接口评估发现微弱意识,助力昏迷患者解除“沉睡魔咒”!
2023年08月29日 【健康号】 上海蓝十字脑科医院     阅读 393

上海蓝十字脑科医院神经外科6B病区主任、脑复苏中心主任潘仁龙表示,临床上发现部分“植物人”患者虽然不能完成指令,但通过脑机接口(BCI)等综合评估,发现还存在微弱意识,这部分人如果能够接受规范的治疗,苏醒的机会就会很大。

  近日,马斯克的脑机接口初创公司Neuralink完成了一轮新融资,获得2.8亿美元(约20.13亿元人民币)的投资。这次融资由“硅谷风投教父”彼得·蒂尔的创始人基金(Founders Fund)领投。

  脑机接口(BCI),指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接,实现脑与设备的信息交换。目前,医疗康复被认为是脑机接口技术应用最主要的方面。

  作为下一代人机交互技术,我国“十四五”规划和2035年远景目标都将“脑科学”列为国家重点前沿科技项目。其中,“十四五规划”中针对脑科学等前沿领域设计了“一体两翼”的战略,其中“一翼”便是类脑科学,利用脑科学研究来推动类脑人工智能、类脑计算、脑机接口等与人工智能相关的新技术的发展。

  作为国际JCI认证医院,上海蓝十字脑科医院一直走在脑科学探索前沿,加强与知名大学合作,引入脑机接口评估系统,应用于昏迷患者评估,以帮助更多患者促醒。

  与知名院校合作 推动脑机接口应用

  据不完全统计,中国植物状态患者数量已超过100万人,每年以7-10万人的速度递增,且持续性植物状态患者的年发病率为25/10万,脑外伤引起持续性植物状态的患病率为4/100万,由于患者病情的特殊性,使整个家庭和社会都承受了巨大的经济和人力负担。昏迷患者的促醒一直都是医学界不断探索的难题。昏迷能否被唤醒?又该如何被唤醒?在上海蓝十字脑科医院,就有这样一个专门钻研唤醒昏迷患者的地方——脑复苏中心。

  医院一直致力于重症脑病患者的促醒工作,2016年开始启动相关研究,神经外科潘仁龙主任一直孜孜不倦地探索这一医学难题。为让更多病人接受规范治疗,推动脑机接口技术在意识障碍病人中的应用,造福更多患者,2021年7月,上海蓝十字脑科医院联合华东理工大学成立脑机接口技术临床应用基地暨脑复苏中心。

  脑复苏中心由神经外科潘仁龙教授担任中心主任,建立昏迷植物状态患者综合促醒与神经康复MDT团队:依托医院脑专科特色资源优势,整合擅长综合促醒的神经外科专家、神经内科专家,擅长危重症救治的神经重症专家生命支持稳定病情,擅长脑功能客观功能评估专长的神经生理学家、神经影像专家,擅长言语、运动等康复的康复专家等,进行多学科专家协作诊疗。


▲ 脑复苏中心揭牌仪式

  脑机接口评估发现微弱意识患者

  由于早期缺乏科学的评估系统和有效的促醒手段,很多医生会做出误判。传统意义上的“植物人”里,有超过四成并非真正的“植物人”,他们可能处于微小意识状态,如果及时被筛选出来,进而有针对性地治疗,是完全可以促醒的,所以植物状态评估就显得异常重要。

  随着科技发展,出现一些基于神经影像学的检测方法,如脑机接口(BCI)技术,进一步提高诊断准确率。BCI主要通过脑电信号的处理用人机对话的方法检测患者是否存在指令跟随,被用于意识障碍患者意识状态的检测及康复治疗的评价。

  临床上发现部分患者虽然不能完成指令,但通过BCI等综合评估,结果发现还存在微弱意识,甚至有部分患者大脑存在接近于正常人的意识活动,这部分人如果能够接受规范的治疗,苏醒的机会就会很大。

▲ 潘仁龙主任、华东理工大学团队在为昏迷患者进行脑机接口评估

  “植物人” 促醒关键因素:科学评估、时间窗选择、促醒方法

  潘仁龙主任介绍,早在1967年,脊髓神经电刺激术(SCS)便应用于临床。当时,欧美和日本等国家已将其应用于脑缺血和昏迷等疾病的治疗,而近年来,中国应用该技术对昏迷患者进行促醒治疗案例也越来越多。

  脊髓神经电刺激手术的患者评估过程至关重要。潘仁龙主任表示:“60%患者筛选,30%参数程控,10%手术”。根据《慢性意识障碍的神经调控治疗中国专家共识》,开展SCS促醒治疗应建立由CRS-R量表、多模态脑成像技术、及神经电生理技术联合的综合评估体系,以减少由于患者意识波动、运动功能障碍、以及临床评定者经验不足所导致的临床误诊。

  昏迷患者,尤其是“植物人”患者能否被促醒,除了需要对患者病情进行科学严格的评估,潘仁龙主任还强调,其促醒的时间窗的选择也是至关重要的。必须在较佳治疗时间窗内进行促醒治疗,即患者在经过急性期抢救后,超过28天以上,经过药物治疗一个月后无效,GCS评分在8分以上者。脑机接口病人执行两分率任务的识别准确率达到50%,其体温正常,身体无炎症反应,生命体征稳定的情况下,就要及时进行“脊髓神经电刺激置入术”治疗,拖延的时间越长对患者越不利。

▲ 听觉范式结果

▲ 触觉范式结果。一昏迷患者脑机接口测试过程中多为自主睁眼状态,能够完成指令跟随任务,大脑具有一定的认知处理能力。行为上能够根据指令完成睁闭眼动作,和通过点头的方式回应相关问题,四肢可见对振动刺激的感觉能力。

  脊髓神经电刺激术(SCS)提高促醒率

  脊髓神经电刺激术是通过微创手术将电极置入脊髓上方,以脉冲电流刺激脊髓神经,增加脑血流、脑代谢,而且还能激活脑干网状上行系统,这样不仅能改善脑循环、缩小缺血灶,还能兴奋大脑皮层,促进患者神志清醒。

  该技术具有微创、可逆,并可依据患者病情需要进行治疗参数的调节,实现个体化定制,同时可有效改善患者全身循环水平等优势,帮助对长期昏迷特别是“植物人”促醒。

▲ 电刺激器顺利置入患者脊髓上方

  得益于脑机接口评估系统,上海蓝十字脑科医院在昏迷患者促醒,特别是“植物人”患者的促醒中积累了较为丰富的经验,尤其是在医院应用脊髓神经电刺激技术(SCS)对“植物人”患者进行促醒治疗后,其促醒率明显得以提高。

  一位39岁的患者脑出血昏迷17天后,被转入上海蓝十字脑科医院。潘仁龙主任介绍:“该患者送来时,神志昏迷,气管切开,痰多,留置胃管,留置尿管,情况很不好。”潘仁龙主任团队会诊后认为,患者存在微小意识,行“脊髓神经电刺激置入术”可能会对其唤醒有所帮助。术后,经过近6周的SCS“刺激”后,他终于醒来了。

  努力,让更多的患者苏醒过来

  随着脑复苏中心的发展,越来越多的患者慕名前来,最终在上海蓝十字脑科医院找回了康复的希望,像“宁波好人”莫钢廷、“电大好院长”郑元齐等。

  脑复苏学科是医院的重点学科,以潘仁龙主任、李士其教授等为代表的专家团队,不断探索脑促醒治疗方法,积累了较为丰富的临床经验,形成了以神经外科、重症医学科、电生理等多学科协作,脊髓刺激、高压氧、亚低温治疗等多手段结合的特色治疗体系。也正因此,医院才能有幸成为华东理工大学脑机接口技术临床应用基地。

  “让更多的昏迷患者苏醒过来!”这是潘仁龙主任常常鞭策自己和团队的一句话。为此,潘仁龙主任团队始终没有停止探索、学习国内外前沿技术,只希望能救治更多长期昏迷患者,帮助他们早日苏醒。

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