癌癥、糖尿病、高血壓、高血脂……在這些疾病中，有一種疾病或許很少被人提及，卻排在了我國(guó)中老年人致死、致殘疾病的首位，它就是腦卒中。
腦卒中俗稱(chēng)腦中風(fēng)，主要因?yàn)槟X內(nèi)動(dòng)脈狹窄，或者出現(xiàn)閉塞和破裂等情況，引起腦血液循環(huán)發(fā)生了障礙，進(jìn)而導(dǎo)致大腦功能障礙。據(jù)《中國(guó)腦卒中防治報(bào)告2019》數(shù)據(jù)顯示，2018年，中國(guó)腦卒中死亡率占我國(guó)居民總死亡率的22.3%。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，每21秒就有一人死于腦卒中。
“在世界范圍內(nèi)，我國(guó)是腦卒中的高發(fā)區(qū)，這意味著除了死亡病例，我們還有大量病人在腦卒中后，需要進(jìn)行康復(fù)性治療。而如何能夠更有效地恢復(fù)腦卒中患者的身體機(jī)能，這是我們必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。”日前，在北京航空航天大學(xué)舉行的第22期零壹科學(xué)沙龍暨北京大學(xué)第三醫(yī)院—北航醫(yī)工交叉專(zhuān)題研討會(huì)上，北航生物醫(yī)學(xué)與工程學(xué)院副教授劉笑宇表示。
對(duì)此問(wèn)題，劉笑宇和同事想到的方法是將腦卒中治療與虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合。
更適合的治療技術(shù)
由于腦卒中會(huì)對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)造成損傷，進(jìn)而造成患者的某些機(jī)體功能的損傷，這意味著腦卒中的恢復(fù)也要針對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)展開(kāi)。而在這方面，一些前人的實(shí)驗(yàn)?zāi)軒?lái)很大的啟示。
“早在1992年，科研人員就曾在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)比恒河猴在看到實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行某一行為和它自己做同樣行為時(shí)，其腦部的激活情況，最終發(fā)現(xiàn)兩者的情況是非常類(lèi)似的。”在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪(fǎng)時(shí)，劉笑宇說(shuō)，正是這個(gè)實(shí)驗(yàn)為實(shí)現(xiàn)腦卒中康復(fù)醫(yī)學(xué)治療提供了研究基礎(chǔ)。“簡(jiǎn)單地說(shuō)，我們可以通過(guò)一些視覺(jué)或其他感覺(jué)的提示，促進(jìn)大腦對(duì)某些運(yùn)動(dòng)功能的重構(gòu)。”
在這方面，一個(gè)比較經(jīng)典的治療方式是鏡像療法，即偏癱患者運(yùn)動(dòng)機(jī)能相對(duì)健全的一側(cè)肢體，通過(guò)鏡子的反射，使其大腦產(chǎn)生另一側(cè)也在運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺(jué)，從而鍛煉其相應(yīng)的神經(jīng)系統(tǒng)。
“這種方式當(dāng)然比較簡(jiǎn)單，相比于一塊鏡子，目前正在蓬勃發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，顯然更適合這種療法。”劉笑宇表示，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)包括了沉浸感、交互性、共享性以及智能性，而這些特點(diǎn)恰恰與目前腦卒中病人康復(fù)所面臨的挑戰(zhàn)相對(duì)應(yīng)。
比如，腦卒中病人的恢復(fù)過(guò)程十分枯燥，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所帶來(lái)的沉浸感和交互性，卻可以大大提升恢復(fù)過(guò)程中的趣味性，增加病人進(jìn)行康復(fù)治療的主動(dòng)性。“要知道，目前我國(guó)能夠幫助腦卒中病人恢復(fù)的康復(fù)師數(shù)量十分有限。可以預(yù)見(jiàn)，如果能通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提升康復(fù)病人主動(dòng)訓(xùn)練的動(dòng)機(jī)，則可以在一定程度上緩解目前康復(fù)人才缺乏的現(xiàn)狀。”
多感官的刺激
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于腦卒中患者的恢復(fù)作用，并不限于為其提供一個(gè)真實(shí)的虛擬場(chǎng)景。
“我們還在探索另一種方式，即為腦卒中患者設(shè)計(jì)一些在虛擬環(huán)境中需要完成的任務(wù)。通過(guò)對(duì)患者在做任務(wù)時(shí)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的記錄和分析，便可以精準(zhǔn)判斷該患者存在哪些運(yùn)動(dòng)功能障礙。“劉笑宇說(shuō)。
比如，研究人員要求患者在虛擬環(huán)境中完成某種“導(dǎo)航”行為，而如果其頻繁與此前規(guī)劃的某段導(dǎo)航曲線(xiàn)發(fā)生碰撞的話(huà)，便可以判斷其究竟是知覺(jué)能力受損，還是運(yùn)動(dòng)控制能力受損，甚至可以精準(zhǔn)判斷這種損傷是發(fā)生在與哪塊運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)或肌肉相關(guān)的神經(jīng)組織上。
針對(duì)后續(xù)的治療工作，劉笑宇團(tuán)隊(duì)也設(shè)計(jì)了一套有針對(duì)性的上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)。“這套系統(tǒng)最主要特點(diǎn)是可以提供多種感覺(jué)刺激和反饋，包括視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)刺激、運(yùn)動(dòng)學(xué)和位置學(xué)刺激，以及手柄上的觸覺(jué)和震動(dòng)刺激。”他告訴記者，他們希望通過(guò)這樣一個(gè)多重協(xié)調(diào)刺激，使腦卒中患者的大腦快速恢復(fù)。
值得一提的是，該套系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較新穎的本體感覺(jué)評(píng)估策略。
“這套系統(tǒng)的一個(gè)主要理論依據(jù)，是當(dāng)一個(gè)人的視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)感覺(jué)相匹配時(shí)，人體更依賴(lài)視覺(jué);而當(dāng)運(yùn)動(dòng)感覺(jué)與視覺(jué)相互沖突時(shí)，人體便更多地依賴(lài)本體感覺(jué)。”劉笑宇說(shuō)，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)手段，研究者可以為受試者創(chuàng)造一個(gè)“非正常環(huán)境”——在該環(huán)境中，受試者看見(jiàn)的手部運(yùn)動(dòng)與自己感知的手部運(yùn)動(dòng)并不一致。
“也就是說(shuō)，受試者的視覺(jué)和觸覺(jué)是相互分離的，由此增加患者的本體感知能力。”劉笑宇說(shuō)。
家庭化的需求
在交談中，劉笑宇告訴記者，腦卒中的治療與恢復(fù)對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的工程化要求并不算高。“通俗點(diǎn)說(shuō)，一個(gè)人看到虛擬手的時(shí)候，即使這只‘手’看起來(lái)并不是十分逼真，大腦也能相信它是真的。”他說(shuō)，目前相關(guān)研究的難點(diǎn)還在于基礎(chǔ)研究層面，即什么樣的刺激或者什么樣的刺激組合，更有利于患者某項(xiàng)特定功能的恢復(fù)。
受訪(fǎng)時(shí)，北京大學(xué)第三醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科主任醫(yī)師周謀望表示，針對(duì)不同種類(lèi)的腦卒中癥狀所進(jìn)行的細(xì)化，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中治療與恢復(fù)中的重要研究方向。“這非常重要，畢竟腦卒中由于腦部受損情況不同，所造成的身體機(jī)能損傷也各種各樣，‘對(duì)癥下藥’才能精準(zhǔn)地解決問(wèn)題。”
與此同時(shí)，周謀望也坦言，針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與腦卒中結(jié)合治療的研究，此前科研人員已經(jīng)有所嘗試，一些成果也已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用。而除了對(duì)相關(guān)功能的細(xì)化外，該技術(shù)的另一個(gè)發(fā)展方向，是如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化和家用化。
對(duì)此，劉笑宇表示認(rèn)同。
“一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題是，腦卒中患者的機(jī)能損傷康復(fù)需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期，但一般而言，在治療6個(gè)月后，患者的醫(yī)保就已經(jīng)不再給報(bào)銷(xiāo)了。”劉笑宇說(shuō)，此時(shí)，很多患者由于無(wú)法支付高昂的治療費(fèi)用，即使沒(méi)有恢復(fù)到可以出院的水平，依然會(huì)選擇出院，對(duì)于這些患者來(lái)說(shuō)，如何在家中繼續(xù)治療就成為了一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。
“虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備如何針對(duì)患者的家庭使用需求進(jìn)行家庭化的改進(jìn)?這是一個(gè)系統(tǒng)化的命題，既包括設(shè)備本身的小型化，也包括設(shè)備成本的降低，乃至于如何將設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)回傳至醫(yī)院，以便醫(yī)生遠(yuǎn)程監(jiān)督和指導(dǎo)。這些問(wèn)題未來(lái)須進(jìn)一步加以解決。”劉笑宇說(shuō)。
標(biāo)簽： 腦卒 虛擬 現(xiàn)實(shí) 治療
