引用本文
贾杰. 面向卒中的多功能集成康复脑机接口:应用探索与新图景[J].中国卒中杂志,2026,21(3)257-262.
JIA J. Multifunctional Integration Rehabilitation Brain-Computer Interface for Stroke:Application Exploration and New Horizons[J]. Chinese Journal of Stroke,2026,21(3)257-262.
卒中后功能障碍并非以单一症状孤立存在,而是多功能异常的集合与交织。患者可能同时面临肢体瘫痪、肌肉痉挛、关节活动受限、平衡与协调能力缺失等问题,部分患者还伴有认知下降、二便失禁、心肺功能异常等障碍。与此同时,不同功能障碍之间的交互影响,可能会进一步降低卒中患者的生存质量。例如,肌肉痉挛可限制关节活动范围,进而阻碍肢体主动运动的恢复;平衡功能障碍会增加患者跌倒风险,间接影响肢体力量的训练与恢复进程;而肢体运动能力的缺失,又可能进一步加重肌肉萎缩与关节僵硬,最终形成恶性循环。
传统康复手段难以兼顾卒中后复杂交互的功能障碍,无法满足不同损伤程度、不同康复阶段卒中患者的个性化需求,尤其对中重度患者及慢性期患者的功能重建效果有限。而脑机接口作为卒中康复新技术,目前正从早期的单一运动功能解码与代偿,逐步向多模态神经信号采集与多功能调控拓展。其呈现的协同通路构建及主动反馈特点,为多功能干预提供了良好的技术支撑。
因此,基于卒中康复的临床实际需求,多功能集成已成为康复脑机接口在卒中领域发展的核心方向。本文将围绕卒中多功能集成康复脑机接口开展论述,阐述这一技术在改善卒中后功能障碍中的应用探索与新图景。
1 卒中多功能集成康复脑机接口
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概念
卒中多功能集成康复脑机接口以非侵入式脑电等多模态神经信号为核心,融合智能解码、多设备协同驱动与多模态闭环反馈技术,可集成运动、认知、感觉等多维度康复训练。其目标是激活神经可塑性、重建中枢-外周神经通路,为卒中患者提供全周期、主动式、一体化的精准康复方案。这一概念主要体现在辅助和康复双重功能,多功能障碍的协同调控,以及诊断、评估与干预一体化这3个相互关联的层面,既反映了康复脑机接口从单一功能向集成系统发展的趋势,也为其临床转化与应用奠定了扎实的理论与实践基础(图1)。
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集成基础
多功能集成康复脑机接口作为1项医工结合新技术,既需要以多模态临床生理信号数据为核心支撑,也需要依托统一的硬件平台与标准化通信协议实现多设备协同。更重要的是,该技术需要搭配智能解码与数据融合算法,才能实现多元康复范式与多模态闭环反馈,从而构建全流程主动康复技术体系。
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核心目标
多功能集成康复脑机接口旨在打破单功能康复壁垒,构建脑机接口介导的闭环康复干预体系,实现卒中患者多系统功能的协同重建,以兼顾全周期病程的临床需求,并适配急性期、亚急性期、慢性期及社区/居家康复的不同干预目标,最终提升患者的日常生活活动能力与社会参与度,实现卒中全周期、个性化康复管理,推动神经康复由单一症状干预向整体化、系统性干预演进。
2 应用探索与当前局限
脑机接口技术在卒中单一功能障碍康复领域的发展已相对成熟,相关研究与临床应用较为深入,在运动、感觉、认知等单一功能障碍康复中均展现出良好的临床疗效。当前,该领域正逐步从单一功能干预向多模态、多功能协同康复方向演进,致力于实现多功能同步整合与重建,推动卒中康复向更全面、更高效的一体化模式发展。
笔者团队在脑机接口领域的研究,已实现从运动功能康复向非运动功能康复的拓展,完成了从实验室技术研发到临床转化应用的全过程探索,形成了卒中康复脑机接口的系统化临床应用范式(图2)。
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运动功能脑机接口
以上肢手功能为核心的运动功能康复,是目前康复脑机接口领域最成熟、临床证据最充分的方向,也是笔者团队康复脑机接口研究的起点。笔者团队系统开展了从基础到临床的应用探索,围绕运动想象范式进行了脑电图分析、解码算法研发与脑网络研究,并设计了相应的脑机接口系统;同时,将脑机接口干预的窗口前移至急性期,并针对弛缓性瘫痪期、恢复期患者构建了脑机接口协同其他治疗技术的系列联合干预方案,积极探索脑机接口介导的康复新策略。国内其他学者也在多模态信息融合、神经调控结合及本土化康复方案构建等方面进行了有益探索,并通过多中心临床研究验证其效果。国际上,相关研究则侧重于通过先进的深度学习架构提升对运动想象中脑部信号的解码准确率,推动技术的精准化与便捷化;多项研究已证实脑机接口对卒中患者肢体功能具有长期改善效果,这些研究成果为康复脑机接口的全球临床推广提供了参考与高级别循证证据。
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非运动功能脑机接口
在非运动功能障碍领域,笔者团队围绕卒中后二便功能障碍的康复治疗,通过脑机接口-神经反馈训练,引导患者感知并调节与内脏感觉相关的脑区活动,助力重建大脑对内部生理信号的感知与调控能力。国际上,相关研究团队在卒中后认知障碍康复领域,借助脑机接口结合正念疗法、左右额叶α波活动等神经反馈技术开展训练,辅助患者主动调节相关脑活动,并通过实时反馈脑电信号引导自我调控,改善其注意力、记忆力及心理情绪等。与此同时,通过解码呼吸意图辅助通气,并结合神经反馈训练改善呼吸稳定性,康复脑机接口在卒中患者的心肺功能调控中展现出潜在应用价值,为心肺功能康复提供了新思路。
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当前局限
脑机接口技术在卒中康复领域的应用已取得阶段性进展,但受技术发展水平与临床应用场景等多重因素制约,其规范化应用仍面临诸多局限,需进一步突破以提升该技术的临床应用价值。
在技术层面,运动、认知、情绪相关脑电信号交织叠加,导致跨功能神经信号的精准分离与解码难度较大;脑电信号采集易受外界环境、患者自身状态干扰,信号稳定性不足,直接影响解码精度;同时,现有解码算法的个体化适配能力有限,临床应用中需频繁校准,增加了操作工作量与成本。
在临床层面,卒中患者不同功能障碍的神经修复机制存在差异,对应的治疗靶点与方式各不相同,不同功能障碍的最佳康复时机、协同治疗时长尚未形成统一临床标准,这为卒中多功能协同康复带来了巨大挑战;当前临床以单一功能康复为主,缺乏大规模、多中心研究验证多功能集成的康复效果,加之部分患者操作能力有限、设备使用成本较高,限制了脑机接口技术在基层医疗机构及居家康复中的普及。
3 实现路径
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优化解码体系
在临床应用中,技术人员需通过脑电等技术深入解析卒中患者多功能障碍的相关神经电生理特征,明确不同功能障碍的特异性生理信号标识,进而开发跨功能神经信号的精准分离与解码技术,实现多系统、跨功能障碍神经信号的同步采集与特异性调控。此外,应强化医工跨学科合作,优化脑电信号采集设备的硬件性能,提升其抗干扰能力与各类临床场景下的信号采集质量;同时结合人工智能技术进一步优化神经解码算法,提升算法与个体化治疗的适配性,缩短临床校准耗时,提高康复脑机接口的临床应用效率。
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打造全周期个性化调控方案
多功能集成康复脑机接口调控应以患者为中心,结合卒中不同病程阶段的特点、损伤类型及对应的功能障碍表现,制订分病程、个体化的多功能协同调控方案。在急性期,卒中患者神经功能网络发生急性损伤,主动康复的意愿与能力不足,可通过对其及家属开展健康宣教提升主动参与的积极性,同时依托运动想象康复脑机接口早期启动闭环神经反馈训练,促进早期神经功能重塑。在亚急性期,卒中患者大脑损伤区域及周边相关脑区的神经可塑性显著增强,康复的核心任务为强化神经重塑与功能恢复。康复医师和治疗师可基于闭环训练模式,全面评估患者功能障碍并设计个体化治疗范式,通过康复脑机接口技术帮助其实现精准的“意图-动作”匹配训练,既能提高患者主动康复的积极性与训练效率,又可促进损伤神经环路的重建,诱导大脑可塑性变化,进而实现多系统功能协同重建。在慢性期,卒中患者的脑区功能恢复进入平台期,但仍具备神经可塑性变化的潜能。在该阶段,患者多回归家庭或进入社区,康复训练应以功能代偿和提高日常生活活动能力为核心,可选用以功能为导向的便携式脑机接口设备,结合日常生活需求构建生活化的康复模式,并根据患者年龄、病程、功能障碍程度等特征,动态调整干预强度与反馈模式,激活残余神经通路,提高生活质量,实现个性化精准康复。
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建立诊-疗-评一体化临床应用范式
多功能集成康复脑机接口的核心内涵还体现在突破单纯执行康复指令的治疗工具属性,进化为集诊断、治疗、评估于一体的融合智能诊疗平台。该平台在治疗全程持续采集并记录高时空分辨率的神经活动客观数据,这些数据不仅能支撑平台实时、自适应地调控康复干预参数与训练方案,还可量化评估患者的康复轨迹及神经功能重组状态;通过结合临床功能评估量表,该平台还能构建融合神经电生理和临床行为学评估的多维康复评估体系,从而在卒中发病早期预测患者的功能恢复潜力,为临床诊疗提供客观的量化依据,实现诊断、评估、治疗的深度融合,推动神经康复向精准医学范式迈进。
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强化脑-机-体闭环的多系统协同整合
多功能集成康复脑机接口以脑-机-体协同闭环康复技术为核心支撑,首先全面评估患者的整体功能障碍,而后通过中枢神经系统主动驱动,融合触觉、本体感觉、视觉等多模态反馈技术,针对多功能障碍实施协同干预,并与康复机器人、功能电刺激、磁刺激等传统康复技术深度融合,最终实现患者生存质量的整体提升。该技术突破了传统康复模式的局限,可为卒中患者提供以生存质量提升为导向的主动性、系统化多功能障碍康复方案。作为神经康复领域兼具创新性与临床实用性的前沿治疗技术,多功能集成康复脑机接口可显著提升卒中全维度康复效果。
4 未来新图景
卒中康复的核心难题,在于患者多功能障碍的协同干预,而多功能集成康复脑机接口的发展,正是破解这一难题的关键路径。该技术可推动神经康复向整体化、系统性干预转变,助力卒中患者实现多系统功能协同康复,切实提升日常生活活动能力与社会参与度,为其重返家庭、回归社会筑牢基础。
从国家战略层面来看,该技术的研发与应用高度契合《“健康中国2030”规划纲要》的要求,精准响应2026年全国两会关于脑科学、老年疾病及康复医疗发展的相关部署,顺应国家脑科学与健康领域的战略布局,为卒中全周期康复体系建设提供了重要技术支撑。同时,笔者团队始终坚持以医工结合为核心,推动康复医学与神经科学、工程学、人工智能等多学科的深度融合,实现临床康复需求与工程技术研发的精准对接,培育跨学科复合型人才,既推动康复医疗技术创新,更通过技术落地让更多卒中患者借助科技力量重获生活自理能力,真正实现重返社会、重拾尊严的康复目标。
未来,随着技术日趋成熟,优化设备性能、降低使用成本、推动多功能集成康复脑机接口技术向基层医疗机构及居家康复普及,是康复领域共同肩负的责任与使命。未来将以此为切入点,逐步构建“医院-社区-家庭”全覆盖的卒中全周期康复服务网络,形成以患者为中心的个性化康复管理体系,为全球卒中康复事业贡献中国方案与中国智慧。
作者简介
贾杰
主任医师,教授,博士研究生导师。
现任复旦大学附属华山医院康复医学科副主任、上海市静安区中心医院康复医学科主任、健康老龄化智慧医疗教育部工程研究中心副主任、河南医药大学(原新乡医学院)康复学院院长。兼任中国康复医学会手功能康复专业委员会名誉主任委员、中国康复医学会社区康复工作委员会主任委员、中国康复医学会循证康复医学工作委员会副主任委员、上海市地方高校建设项目牵头人等。曾任复旦大学附属华山医院福建医院副院长。
主要从事老年康复、肿瘤康复、心肺康复、神经康复等领域的临床基础研究及产品研发,致力于脑机接口技术的全周期康复应用研究和临床转化。
“十三五”国家重点研发计划项目首席科学家,主持国家级、省部级课题19项。
荣获国家科学技术进步奖一等奖、中国康复医学会科学技术奖一等奖、国家卫生计生委(现国家卫生健康委员会)脑卒中防治工程委员会“突出贡献专家奖”、中国康复医学会“最美康复科技工作者”等奖项及荣誉称号32项。
发表论文511篇(在SCI收录期刊上发表论文169篇,其中脑机接口相关研究34篇),参与起草国家、团体标准3项,牵头制定指南/共识/标准17项,获授权专利57项,编撰并出版《老年功能障碍全周期康复专家共识》《康复新技术在老年常见功能障碍及疾病中的应用指南》等著作及教材33部。
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