科技日報訊(記者 王怡)7月24日,科技日報記者從北京航空航天大學獲悉,該校虛擬現(xiàn)實技術與系統(tǒng)全國重點實驗室郝愛民教授聯(lián)合生物醫(yī)學工程高精尖創(chuàng)新中心李曉光教授團隊,在虛擬現(xiàn)實技術促進腦卒中康復方面取得新進展,這是該校在醫(yī)工交叉領域獲得的又一成果。相關研究成果近日刊發(fā)在國際期刊《IEEE可視化與計算機圖形匯刊》上。
李曉光介紹,腦卒中后的3個月,是康復治療的黃金期,也是運動功能恢復、代償和重塑的關鍵期。但由于大多數早期腦卒中患者的運動能力有限,治療性訓練的選擇很少,以被動康復為主,因此恢復并不理想。
研究人員根據神經可塑性原理,以虛擬現(xiàn)實技術為核心,結合肌電、腦電識別與分析以及動作捕捉等技術,創(chuàng)新性地提出以主動訓練為主的臨床神經康復評估與訓練模式,幫助腦卒中患者在黃金期得到較好的康復治療。
“我們通過生物醫(yī)學工程、運動康復和虛擬現(xiàn)實多學科交叉,提出了一種基于虛擬現(xiàn)實的新型康復機制。”郝愛民說,在傳統(tǒng)運動康復中,早期腦卒中患者肌力極弱,存在嚴重的運動障礙,無主動運動能力,通常是通過器械驅動被動地進行肢體活動以刺激肌肉和神經恢復,患者沒有反饋,無法參與主動訓練;本研究基于虛擬現(xiàn)實技術使患者可以通過健側上肢帶動虛擬場景中的患側下肢,實現(xiàn)患者主動參與康復訓練,患者具有更高的專注力和沉浸感,相比于被動式訓練,運動錯覺和運動想象能力也更加強烈。此外,本研究系統(tǒng)采用表面肌電采集的方式來獲取患者的運動信息,設計并實現(xiàn)網絡學習模型以準確實時地識別患者的連續(xù)肢體動作,解決了表面肌電信號微弱且易受到干擾的問題,實現(xiàn)了準確、實時、穩(wěn)定的連續(xù)動作識別。
據了解,該研究除了在健康人群中測試了系統(tǒng)功能和性能外,還對患者進行了臨床試驗。臨床試驗中共招募了64名早期腦卒中患者進行臨床試驗。結果顯示,在運動想象和運動錯覺方面,使用系統(tǒng)進行康復訓練時,95%以上的患者產生了生動的運動想象、較高的運動錯覺和身體所有權感。急性效果評估結果顯示,患側脛前肌的肌電明顯增強,而健側脛前肌的肌電明顯減弱,說明患者在訓練后已經能夠在一程度上控制患側足踝,運動功能得到了一定恢復。