数字疗法在清华长庚医院首次落地！这些临床新应用值得借鉴......

全球首次应用于临床磁共振的「黑科技」超材料、通过脑机接口系统能直接看到自己大脑活动……9月2日-6日，2023年中国国际服务贸易交易会（以下简称「服贸会」）在北京召开，清华大学附属北京清华长庚医院展出8项先进性医疗研究成果。其中3项成果针对人体康复，3项成果针对人体睡眠，磁共振影像增强智能超材料和脑机接口主动康复系统为首次发布成果。

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当脑机接口系统、走进康复医学科

什么是「精准康复」？在北京清华长庚医院康复医学科主任潘钰看来，精准康复是根据患者的功能问题进行客观定量评价，并提供可最大程度开展功能预后的有效方案。而精准康复的重点和难点，聚焦在以下三点中：

一是患者的功能问题，如何能精准评价康复患者的功能问题是精准康复的基础，所谓精准评价，是要准确且能定量的分析康复问题；

二是最大程度的提高功能预后，要在关键时机采用最适宜的手段，帮助患者最大程度的恢复其功能，提高功能预后水平是精准康复的重要内涵；

三是有效康复方案，康复不仅要重过程，更要重结果，康复医生一定要明确，选择的康复治疗是不是一定能有效帮助患者。

一款好的康复设备在精准康复中尤为重要，可穿戴设备、人机交互、数字处方、再生医疗等技术的转化研究是清华长庚医院康复医学科的研究重点，潘钰团队联合研制的脑机接口主动康复系统是一种非侵入式的、安全性好的新技术，该系统治疗中不会对人体造成任何损害，能帮助患者跨越肢体运动障碍，实现功能重建。

该系统通过脑机接口获取患者运动意图，控制气动手等外部设备，恢复患者部分运动能力。同时其突破传统康复手段的局限，通过病人主动的运动想象及外界的视觉、听觉刺激来激发神经元的活动，计算机识别大脑神经活动信息，并传递给康复机器人或其他辅助设备，带动手的运动，进而激活全脑水平神经活动和促进神经网络重塑，实现从「中枢—外周—中枢」的神经回路闭环康复训练，加速瘫痪肢体的功能恢复。

值得一提的是，该脑电采集系统具备主动降噪技术，保障监护室、手术室等复杂电子环境下高质量信号采集，实时阻抗和信号质量监测，及时评价数据可靠性。

健康界在现场看到，当测试者头戴布满电极接头和电线的黑色帽子之后，面前的电脑屏幕上会出现「开启易拉罐」等图像指令，如果测试者大脑主动释放出按照指令运动的脑电波，脑电波会被设备捕获，佩戴的手功能康复手套就会带动手指来运动，屏幕上也会出现「恭喜」等表示测试者顺利通过测试的鼓励式话语。

其中，手功能康复手套是以安全性更高的空气压力作为动力，有效抑制手指痉挛，增加手指关节活动度，改善血液循环，松动手指关节。

潘钰表示，这款产品主要作用是帮助脑卒中患者在急性期之后进行康复训练，也就是说，只要患者病情稳定，就可以通过这款设备进行早期的「变被动为主动」的训练。

「对于病人来说，过去比较枯燥的被动训练很容易让其感到厌烦，训练起来需要一定的耐心。这套系统增加了互动性和趣味性，接受程度更高，通过脑机接口（BCI）系统获取患者运动意图，控制气动手等外部设备，实现上下肢的替代运动，让病人更容易接受，训练效果也更好，因此很大程度上提升了患者满意度。」潘钰对健康界说。

全球首次！使用时无需调整任何参数成像图像更清晰扫描速度更快

这是一款颇有超现实味道的超材料，是全球首次将超材料前沿科技应用于临床磁共振成像中。

这是由北京清华长庚医院医技部部长、放射诊断科主任郑卓肇和清华大学机械系赵乾教授团队联合开发的产品，解决了电磁超材料磁场不均匀与和干扰磁共振成像射频发射场的关键技术难题，适用于所有临床检查序列和不同场强机型。

此次服贸会展现的六款「智能无线超构表面磁共振成像增强线圈」，分别用于甲状腺、眼部、膝关节、腕关节、肘关节，以及用于临床前系统的小动物成像套装。

这种产品的图像信噪比不但优于商用接收线圈，且无线无源，使用时无需调整任何参数，做到了「即放即用」，因此可作为现有磁共振接收线圈的升级换代。据介绍，超材料最大的特性就是超越了自然界现有物质的特性，属于一种前沿材料。郑卓肇说，超材料可以与磁共振接收线圈联合使用，用于提升某些特殊部位的磁共振图像质量。

这意味着，使用超材料将使临床磁共振成像图像更清晰、扫描速度更快，最终实现更高分辨率、更快速和更强大功能的磁共振扫描，有望为医学成像领域带来重要的技术革新。  

「目前的磁共振主要存在两个缺点，一是患者在核磁共振仪内扫描时间长，二是图像呈现效果不好，在大幅度提升图像信噪比之后，这两个问题都能得到有效改善。」郑卓肇说，以甲状腺检查为例，患者戴上超材料设备进行磁共振检查，扫描成像更清晰的同时，时间可以比过去节省三分之一或四分之一。

AI介入的个性化助眠方案帮助医生更准确地诊断

睡眠障碍有可能导致患者出现免疫力低下、心脑血管疾病、身体多脏器并发症以及严重精神损害，已成为严重公共卫生问题。尽管我国建立了2000多家睡眠监测室，但由于医疗资源分布不均，患者面临着等待时间过长、诊断不准确等问题。  

为了解决这些问题，北京清华长庚医院睡眠医学中心叶京英主任团队研发了智能化临床睡眠障碍诊疗平台，模块化穿戴式睡眠监测设备、云端平台、人工智能决策支持系统综合辅助医者个性化诊疗睡眠障碍患者。  

在功能参数上，硬件设备对标传统的多导睡眠多项生理参数监测（PSG）设备，但更为小巧、轻便，方便患者长期佩戴，适合居家使用。便携的硬件模块不仅提供了准确的生理数据，还为医生提供了远程监测患者病情的便捷手段，确保了及时干预。  

云端平台是数据的中枢，具备高度安全性和可扩展性。医生可以在这里统一管理、分析患者多维度、全周期的数据，确保诊疗、临床研究数据的一致性和可持续性。  

北京清华长庚医院睡眠医学中心相关负责人对健康界表示，人工智能在改善睡眠质量方面拥有巨大的潜力，可以为人们提供更好的睡眠体验和更加科学的睡眠管理方案。  

当然，睡眠监测少不了AI辅助模型的帮助，这亦是此项技术最大的创新点。模型通过对睡眠监测数据进行自动化标注和分析，帮助医生更准确地诊断病人睡眠情况。

此外，AI辅助模型还具备疗效和风险预测能力，可以根据体格检查、睡眠监测等多模态数据预测不同治疗方案的有效性，并评估睡眠障碍患者患高血压、糖尿病等慢性疾病的潜在风险，从而实现个性化的治疗干预，这对于降低医疗费用、提升患者体验有很好的促进作用。  

装载数字处方的智能康复装备小型化、集中化配置

由北京清华长庚医院和清华大学精准医学研究院杨斌主任团队联合研制的这套智能康复装备，摆在展柜上，形似我们最常见的共享充电宝租赁柜。

一套智能康复装备主机可以装载9套前端便携式治疗头。只需要将电极片上的二维码对照着主机扫一扫，就可以在主机显示屏上导入医生的数字治疗方案，并有相应的图示使用方法，总计有产后阴道松弛、痛经、产后腰痛、催乳等对应40余种疾病的数字疗法可导入。

据介绍，这些数字疗法实际是组合不同频率，不同波形的电流，将电极片贴于治疗部位，可通过导联线连接电极或者无线遥控两种方式使用。

「这是数字疗法在清华长庚医院的首次落地。目前已经在康复科投入应用两套主机，一套小型化的主机，取代了原来九套尺寸不一、占地面积不一的传统康复设备。标准化的前端便携式治疗头搭配不同的数字疗法，却可以实现以往规格不一设备的治疗性能。」工作人员对健康界介绍。  

这种设备不仅适用于康复科等院内场景，出院病人或长期慢病患者，也能利用智能康复装备在社区卫生中心或家里就可以享受清华长庚医院专家提供的高水平方案。据介绍，本装备已经在多个医院和社区进行了一百多万次的应用。  

全国产化设备！看见身体组织内部的颜色助力皮肤及浅表器官疾病的诊断  

「上帝说要有光，所以有了光。」颜色蕴含着海量的信息，与生命息息相关的生物大分子也有着自己的特征光谱。而光声成像就是这样的一种透视眼，能高分辨地看到生物组织内部的颜色信息。

光声成像的原理为光穿透组织激发出声音，我们通过声音就能「听到」组织内部光吸收的情况。更为具体地，其能非常清晰地看到组织内部百微米的血管，能精准地测定组织内部脂肪、胶原、肌肉的含量。

由清华长庚医院皮肤科、普外科与清华大学电子系联合打造的「双模态多波长光声成像设备」就是这样一台模块层级及以上全国产化，能良好实现这些功能的新型医疗器械。

其已经在皮肤科与普外科完成多轮临床验证，在血管成像、肿瘤早筛等领域有着独到的优势，正逐步走进临床。

依托清华大学雄厚的综合性学科优势，以医工交叉为突破点建立临床问题驱动的健康科技创新体系，北京清华长庚医院的医工交叉融合显然更具特色。在本届服贸会上，医院还举办7场健康科普讲座。医院创新发展的活力和创造力，让不少参观者提前感受到「未来医疗」的各种可能。

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作者｜李子君

监制｜章北海

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