脑机接口设备“瘦身” 睡眠监测效率提高

2024-08-20 10:14:39 来源：科技日报

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从医院借用一副“手环”或者“胸带”给患儿佩戴，不需要留院观察，家长就可以在医生的指导下，对患儿进行居家睡眠监测。之后，医生可参考AI软件分析的监测数据，做出判断并出具诊疗方案。

近日，依托浙江大学脑机智能全国重点实验室，由杭州神踪科技有限公司（以下简称“神踪科技”）团队研发的高精度睡眠监测设备已经在浙江大学医学院附属儿童医院等200多家医院投入使用。在这一成果的辅助下，医生对患儿睡眠问题的诊疗时间大幅缩减。

体积小巧方便患者居家佩戴

常见的睡眠障碍包括失眠、睡眠呼吸暂停、发作性睡病等病征。临床上，常采用多导睡眠监测设备对人体呼吸、动脉血氧饱和度、心率等指标进行监测。医生再参考数据做出诊断。

“国内现有的临床多导睡眠监测设备，多为进口产品，存在体积庞大、穿戴复杂、不易移动等问题，导致患者必须在医院做睡眠监测。”浙江大学“百人计划”研究员、神踪科技联合创始人孙煜介绍，由于医院接诊数量有限，加之国内睡眠技师资源稀缺等，远程监测技术的应用成为解决上述难题的方案之一。

根据中国信息通信研究院脑机接口产业联盟发布的《脑机接口技术发展与应用研究报告（2023年）》，全球有10余家公司利用脑机接口技术进行“严肃医疗”领域的睡眠障碍诊治，90%以上的公司采用非植入式技术路线。

浙江大学生物医学工程专业博士生、神踪科技创始人兼CEO王肃杰说，他们于2022年初注册成立企业，开展无创脑机接口技术成果的应用转化，并于当年获批二类医疗器械注册证。

王肃杰介绍，这款多导睡眠监测仪采用非侵入式脑机接口技术。重量仅几十克，胸部组件和腕部主机内置核心模块，可对脑电、眼电、肌电、心电指标进行一体化监测。其中，胸部组件包含的电极线和电极片，主要负责对脑电进行采集、放大和预处理。

同时，团队还开发出多生理参数分析软件。软件可实现对异常波形的自动识别和辅助诊断分析，对单人监测数据的研判时间只需1.5分钟。

实现立方毫米级溯源定位

长期以来，在脑机接口技术领域，无创方式与高精度信号获取难以兼得。

“非植入式脑机监测易受环境噪声与生物电干扰。信号在穿越生物组织时会衰减，导致监测精度通常为厘米级。”王肃杰说，治疗端得不到监测端的准确定位，治疗效果必然打折扣。

王肃杰介绍，他们在前期的科研基础上在非植入式脑机监测算法上取得突破，对脑电信号实现了立方毫米级溯源定位。

脑机接口领域的睡眠检测和干预解决方案主要以音频刺激、电刺激、调节外部环境等手段治疗睡眠相关病症。在孙煜看来，基于对脑电信号的精准采集，睡眠监测和治疗可以形成闭环。为此，他们开发了多物理场神经调控设备。这种设备可通过向特定脑区输送物理干预信号，直接刺激大脑皮质下深部核团调节特定神经元，调控精度可达到毫米级。

“我们曾做过一项测试，测试者在云南香格里拉佩戴监测设备，团队在浙江杭州实时收集数据。两相隔约2000公里，也能实现神经电生理数据的实时加密传输与精准分析。”孙煜说，未来，医生用一台平板电脑，或许就能调取不同城市的患者睡眠监测状态，并出具诊断报告。

“在此之前，脑机诊疗必须紧扣场景需求，不断完善技术应用。在某地区级重点医院的产品测试阶段，团队曾在1月内收到200多条修改意见，不断进行调试后，设备最终迭代至稳定版本。”孙煜补充道，在应用场景中充分磨合，脑机诊疗技术才能惠及更多人。