編者按：2025年5月18日是第三十五個全國助殘日，主題是“弘揚(yáng)自強(qiáng)與助殘精神，凝聚團(tuán)結(jié)奮進(jìn)力量”。隨著腦機(jī)接口、人工智能等技術(shù)水平不斷提升，助殘新技術(shù)、新業(yè)態(tài)持續(xù)涌現(xiàn)。其中，齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）自主研發(fā)的主動式腦機(jī)接口下肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，幫助不少殘疾朋友“又能對自己的生活說了算了”。
每周一至周五上午，孟強(qiáng)都會來到山東省中醫(yī)院康復(fù)科，把自己“裝扮得像變形金剛一樣”。
5月14日上午9點(diǎn)半，在康復(fù)治療師王潔的幫助下，左側(cè)肢體偏癱的孟強(qiáng)“站立”依靠在起重支架上，“坐”穩(wěn)托墊、系上腰帶后，穿戴好下肢機(jī)械外骨骼設(shè)備，戴上“帽子”，開始進(jìn)行主動式腦機(jī)接口下肢康復(fù)訓(xùn)練。
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“帽子上有64個腦電采集器，能夠獲取患者的腦電信號，結(jié)合我們自主研發(fā)的人工智能腦電解碼模型，實時精準(zhǔn)識別他的運(yùn)動意圖，驅(qū)動下肢機(jī)械外骨骼設(shè)備，結(jié)合功能性電刺激輔助其完成行走訓(xùn)練?！边@一訓(xùn)練系統(tǒng)的研發(fā)技術(shù)負(fù)責(zé)人、齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）光電科學(xué)與技術(shù)學(xué)部博士生導(dǎo)師徐舫舟說。
如健全人一般，孟強(qiáng)自如地邁動左右腿前行；其身后，王潔扶著起重支架幫助他調(diào)整前進(jìn)方向。
圍著樓層“走”一圈，孟強(qiáng)需要近30分鐘，這也是他每次進(jìn)行腦機(jī)接口下肢康復(fù)訓(xùn)練的時長。走完這段距離，健全人僅需2分鐘。
但在接受“高科技治療”之前，孟強(qiáng)無法獨(dú)立行走，如今，經(jīng)過近半年的康復(fù)，他能夠獨(dú)立行走一小會兒，“雖然走得不好看，但左腿終于又聽我的話了?！?/p>
徐舫舟說，傳統(tǒng)運(yùn)動康復(fù)多為被動式，這一系統(tǒng)幫助患者實現(xiàn)了對外骨骼運(yùn)動的主動控制，助力患者重塑神經(jīng)功能，有效縮短康復(fù)周期。
去年9月，孟強(qiáng)因腦出血昏迷，醒來后發(fā)現(xiàn)左側(cè)肢體喪失知覺，并申辦了殘疾人證。入院治療后，雖有效果但進(jìn)程緩慢，這令孟強(qiáng)有些沮喪。
“住院不久后，聽康復(fù)治療師提到醫(yī)院有了新設(shè)備，正進(jìn)行臨床測試。我就抓緊報名了。”孟強(qiáng)說，自從左側(cè)身體不靈活后，他就格外關(guān)注外骨骼機(jī)器人，也很期待自己能試試，“說不定我又能健步如飛?！?/p>
“很新鮮，穿上（設(shè)備）后，很賽博?！闭f起與這套“裝備”的初次見面，孟強(qiáng)記憶猶新。他說，事實證明，科技真的改變了他的生活?！皬脑瓉淼臅叩胶髞淼牟粫?，再到穿上設(shè)備能走，到現(xiàn)在的扶著墻自己走，心情很不一樣。我又能對自己的生活說了算了，對未來的日子也很有信心?！?/p>
這套“裝備”幫助孟強(qiáng)康復(fù)更高效 孫源攝
山東省中醫(yī)院康復(fù)科主任張楊說，這一系統(tǒng)、設(shè)備的到來，受到了患者熱烈歡迎。目前醫(yī)院只有2臺設(shè)備，大家有時要排隊等候。截至目前，已有200位患者參與臨床測試、干預(yù)與評價驗證，康復(fù)效果很明顯。“許多患者都問，什么時候能再多幾臺設(shè)備，自己花錢康復(fù)訓(xùn)練也愿意。”
如今，患者自費(fèi)也要使用的系統(tǒng)和設(shè)備是實驗室第二代產(chǎn)品，是齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）人機(jī)智能協(xié)同團(tuán)隊根據(jù)患者的體驗反饋改進(jìn)升級的。
徐舫舟說，在臨床測試的初期階段，使用的是實驗室第一代運(yùn)動想象—腦機(jī)接口系統(tǒng)。“為了讓訓(xùn)練設(shè)備更輕便更靈活，我們采用沒有起重支架的下肢外骨骼設(shè)備和懸掛設(shè)備結(jié)合，結(jié)果患者穿戴設(shè)備時既耗時，也不舒適。因為下肢運(yùn)動障礙患者支撐力較弱，在康復(fù)治療師的幫助下，穿戴設(shè)備也得30多分鐘，許多患者都等得不耐煩了。”
此外，第一代產(chǎn)品腦電采集利用屏幕顯示運(yùn)動想象刺激范式，患者容易受外界干擾，專注度受影響較大。患者也反饋在康復(fù)訓(xùn)練過程中雖然可以實現(xiàn)主動站立行走，但下肢的感覺刺激程度不高，無法很好地感受到下肢的運(yùn)動過程。
“患者是產(chǎn)品的使用者，他們的需求是我們優(yōu)化的方向。經(jīng)過10個月的研究，我們開發(fā)了第二代產(chǎn)品，就是虛擬現(xiàn)實—運(yùn)動想象—功能性電刺激閉環(huán)反饋腦機(jī)接口系統(tǒng)，并搭載起重支架的下肢外骨骼設(shè)備，構(gòu)建虛擬現(xiàn)實場景下運(yùn)動想象刺激范式，引入功能性電刺激閉環(huán)反饋技術(shù)，在輔助患者康復(fù)運(yùn)動的同時，提高患者對肢體的本體反饋，使康復(fù)訓(xùn)練獲得更好的效果。”徐舫舟說，“雖然第二代產(chǎn)品有較大的提升，但還沒有實現(xiàn)設(shè)備輕量化，需要佩戴設(shè)備也比較復(fù)雜，患者不能完成獨(dú)立操作，這是我們下一步要改進(jìn)的方向?！?/p>
團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）光電科學(xué)與技術(shù)學(xué)部副主任冷建材教授介紹，自2010年開始，團(tuán)隊開始在腦機(jī)接口領(lǐng)域進(jìn)行探索，團(tuán)隊成員在腦電編解碼算法、腦網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與分析以及腦機(jī)接口系統(tǒng)集成等方面有一定工作積累?！霸O(shè)計這一系統(tǒng)、設(shè)備的初衷，是解決腦卒中等下肢運(yùn)動障礙患者傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練的痛點(diǎn)?！?/p>
傳統(tǒng)康復(fù)治療方法是康復(fù)治療師對患者進(jìn)行一對一徒手操作，或借助簡單的機(jī)械訓(xùn)練設(shè)備幫助患者完成康復(fù)訓(xùn)練。訓(xùn)練過程枯燥乏味，難以提高患者的參與積極性，康復(fù)效果參差不齊?？祻?fù)治療師又十分緊缺，有的患者因缺乏及時規(guī)范的康復(fù)治療，錯過了康復(fù)黃金期。“現(xiàn)在，腦機(jī)接口技術(shù)給傳統(tǒng)康復(fù)治療手段帶來質(zhì)的飛躍?！崩浣ú恼f。
在科技賦能下，殘疾人克服身體障礙、改善身體功能，更好地融入社會生活，山東正積極推進(jìn)這一方面工作。5月15日，省殘聯(lián)與齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）簽署科技助殘戰(zhàn)略合作，并為“山東省助殘產(chǎn)品研發(fā)實驗室”揭牌。根據(jù)協(xié)議，雙方將在共同打造省級助殘科技創(chuàng)新研究平臺、共享科技助殘相關(guān)資源和信息、加強(qiáng)助殘科技人才培養(yǎng)、支持打造科技助殘創(chuàng)新高地等4個方面深化戰(zhàn)略合作；實驗室則將聚焦殘疾人迫切需求，開展智能化、智慧化助殘裝備與技術(shù)研究，支持地方科技助殘產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)。