理大研中风脑功能训练仪

2013-05-16 14:44:58  来源:大公报

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图:理大研发全球首部中风脑功能训练仪,帮助中风病人依靠大脑控制瘫痪肢体移动。
图左为汤启宇教授/本报记者 彩雯摄

  以实用见长的香港理工大学研发出全球首部训练脑部控制瘫痪肢体的“中风脑功能训练仪”,这款犹如单车头盔的训练仪借助智能演算法,能够针对性激活中风者大脑及肢体,并配合肌动机械手,有左半身瘫痪者得以帮手洗碗擦地,初步显示中风引致的永久性创伤可获三至四成康复率。研究员汤启宇希望与医院或政府合作,明年临床,进而推广应用。/【本报记者 彩雯】

  理大生物医学工程学系与理大工业中心2011年获创新科技基金资助300万港币,研发基于其首创演算法的“中风脑功能训练仪”。该仪器可检测人脑电波与肌肉电流的共振频率,鉴别脑电波与肌肉间的神经联系,帮助中风病人依靠大脑控制瘫痪肢体移动。“每个人肢体控制的大脑部位大致相似,但发出的脑电波不同。仪器以独创演算法重新连接脑与肌肉神经的信号。”汤教授解释,脑神经与肌肉电波产生共振频率后,大脑才能控制肢体动作。中风患者因其控制肢体的大脑位置受损,造成患者部分肢体瘫痪。

  恢复脑与肌肉的联系

  “如果中风患者左手瘫痪,则意味着其右脑有创伤。但大脑的控制部位7成在右脑,仍有3成在左脑。训练仪能准确检测与左手肌肉电流产生共振频率时,大脑发出的控制左手的正确脑电波,并透过不断训练创伤部位周围或其他健康区域的脑细胞发出该脑电波,从而恢复脑与肌肉间的联系。”

  汤启宇将其去年获得日内瓦国际发明奖的“肌动机械手”(希望之手),用来配合仪器识别出正确脑电波,帮助患者运动肢体,以加强中风瘫痪肢体触觉,从而增强大脑训练部位的学习效果。“希望之手和训练仪可透过平板电脑遥距软体平台进行数据传输,以控制希望之手。”

  “现时虽有依靠脑电波控制肢体运动的技术,但无依靠脑电波进行中风康复训练的技术。两者差别在于前者是针对健康大脑,而后者难在识别受损大脑正确的脑电波。”汤启宇表示,普通物理治疗患者停止训练后三个月就丧失原有的肢体活动能力,脑部训练则不会令已达到的肢体移动快速退化。

  理大已邀请5位中风患者,进行20次的疗程。其中,卓源发2004年因遗传性中风导致左半边身体瘫痪。“患病初期甚至睡觉都无法翻身,经过两年康复训练才得以恢复左腿知觉,现在可以走路,但左手就一直是握紧无法放松。”

  卓源发运用该仪器配合希望之手经20次治疗后,左手已达到三至四成的康复率。他说:“现在左手不再蜷缩紧握,有一点放松,已经可以帮手做洗碗、擦地等家务。”据汤教授透露,五个患者中两个有明显康复,且因为希望之手令3成至半数患者有所改善,康复率在三至四成。“配合训练仪相信康复率亦会更高,但效果还因患者患病年限等因素而有所不同,仍需大规模临床研究才有准确数据。”

  设计成单车头盔状

  由于该演算法有赖对大脑电波的准确探测,现有的脑电波探测技术需要将多个电极贴在头顶准确的位置,完成一次探测需要逾一个小时的时间安装。为此,汤启宇团队联合理大工业中心将训练仪设计成单车头盔状,将电极固定于头盔内部,并以软胶吸附方式,保证电极的灵活性及与头部的有效接触。

  “我们在每个电极上都安装了不同颜色显示灯,当头部与电极接触良好的时候,电极显示绿灯,不好时则显示为红灯。完成一次疗程只需10分钟准备。”目前该设备造价在10万港币左右。

责任编辑: 张琦
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