腦機(jī)接口設(shè)備“瘦身”！睡眠監(jiān)測(cè)效率提高

從醫(yī)院借用一副“手環(huán)”或者“胸帶”給患兒佩戴，不需要留院觀察，家長(zhǎng)就可以在醫(yī)生的指導(dǎo)下，對(duì)患兒進(jìn)行居家睡眠監(jiān)測(cè)。之后，醫(yī)生可參考AI軟件分析的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，做出判斷并出具診療方案。

近日，依托浙江大學(xué)腦機(jī)智能全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，由杭州神蹤科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“神蹤科技”）團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高精度睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備已經(jīng)在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院等200多家醫(yī)院投入使用。在這一成果的輔助下，醫(yī)生對(duì)患兒睡眠問題的診療時(shí)間大幅縮減。

體積小巧方便患者居家佩戴

常見的睡眠障礙包括失眠、睡眠呼吸暫停、發(fā)作性睡病等病征。臨床上，常采用多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)人體呼吸、動(dòng)脈血氧飽和度、心率等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。醫(yī)生再參考數(shù)據(jù)做出診斷。

“國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的臨床多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備，多為進(jìn)口產(chǎn)品，存在體積龐大、穿戴復(fù)雜、不易移動(dòng)等問題，導(dǎo)致患者必須在醫(yī)院做睡眠監(jiān)測(cè)?！闭憬髮W(xué)“百人計(jì)劃”研究員、神蹤科技聯(lián)合創(chuàng)始人孫煜介紹，由于醫(yī)院接診數(shù)量有限，加之國(guó)內(nèi)睡眠技師資源稀缺等，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用成為解決上述難題的方案之一。

根據(jù)中國(guó)信息通信研究院腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2023年）》，全球有10余家公司利用腦機(jī)接口技術(shù)進(jìn)行“嚴(yán)肅醫(yī)療”領(lǐng)域的睡眠障礙診治，90%以上的公司采用非植入式技術(shù)路線。

浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)博士生、神蹤科技創(chuàng)始人兼CEO王肅杰說，他們于2022年初注冊(cè)成立企業(yè)，開展無創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化，并于當(dāng)年獲批二類醫(yī)療器械注冊(cè)證。

王肅杰介紹，這款多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀采用非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)。重量?jī)H幾十克，胸部組件和腕部主機(jī)內(nèi)置核心模塊，可對(duì)腦電、眼電、肌電、心電指標(biāo)進(jìn)行一體化監(jiān)測(cè)。其中，胸部組件包含的電極線和電極片，主要負(fù)責(zé)對(duì)腦電進(jìn)行采集、放大和預(yù)處理。

同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出多生理參數(shù)分析軟件。軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)異常波形的自動(dòng)識(shí)別和輔助診斷分析，對(duì)單人監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的研判時(shí)間只需1.5分鐘。

實(shí)現(xiàn)立方毫米級(jí)溯源定位

長(zhǎng)期以來，在腦機(jī)接口技術(shù)領(lǐng)域，無創(chuàng)方式與高精度信號(hào)獲取難以兼得。

“非植入式腦機(jī)監(jiān)測(cè)易受環(huán)境噪聲與生物電干擾。信號(hào)在穿越生物組織時(shí)會(huì)衰減，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)精度通常為厘米級(jí)?！蓖趺C杰說，治療端得不到監(jiān)測(cè)端的準(zhǔn)確定位，治療效果必然打折扣。

王肅杰介紹，他們?cè)谇捌诘目蒲谢A(chǔ)上在非植入式腦機(jī)監(jiān)測(cè)算法上取得突破，對(duì)腦電信號(hào)實(shí)現(xiàn)了立方毫米級(jí)溯源定位。

腦機(jī)接口領(lǐng)域的睡眠檢測(cè)和干預(yù)解決方案主要以音頻刺激、電刺激、調(diào)節(jié)外部環(huán)境等手段治療睡眠相關(guān)病癥。在孫煜看來，基于對(duì)腦電信號(hào)的精準(zhǔn)采集，睡眠監(jiān)測(cè)和治療可以形成閉環(huán)。為此，他們開發(fā)了多物理場(chǎng)神經(jīng)調(diào)控設(shè)備。這種設(shè)備可通過向特定腦區(qū)輸送物理干預(yù)信號(hào)，直接刺激大腦皮質(zhì)下深部核團(tuán)調(diào)節(jié)特定神經(jīng)元，調(diào)控精度可達(dá)到毫米級(jí)。

“我們?cè)鲞^一項(xiàng)測(cè)試，測(cè)試者在云南香格里拉佩戴監(jiān)測(cè)設(shè)備，團(tuán)隊(duì)在浙江杭州實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)。兩相隔約2000公里，也能實(shí)現(xiàn)神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)加密傳輸與精準(zhǔn)分析?！睂O煜說，未來，醫(yī)生用一臺(tái)平板電腦，或許就能調(diào)取不同城市的患者睡眠監(jiān)測(cè)狀態(tài)，并出具診斷報(bào)告。

“在此之前，腦機(jī)診療必須緊扣場(chǎng)景需求，不斷完善技術(shù)應(yīng)用。在某地區(qū)級(jí)重點(diǎn)醫(yī)院的產(chǎn)品測(cè)試階段，團(tuán)隊(duì)曾在1月內(nèi)收到200多條修改意見，不斷進(jìn)行調(diào)試后，設(shè)備最終迭代至穩(wěn)定版本?！睂O煜補(bǔ)充道，在應(yīng)用場(chǎng)景中充分磨合，腦機(jī)診療技術(shù)才能惠及更多人。