脑机接口在康复医疗领域的应用研究综述

蒋 勤，张 毅，谢志荣

(1.重庆邮电大学 计算机科学与技术学院，重庆 400065;2.重庆邮电大学 先进制造工程学院，重庆 400065;3.重庆邮电大学 光电工程学院，重庆 400065)

0 引 言

截止2018年末，中国60岁及以上人口2.49亿，约55%的人患有肢体残疾，此外，我国每年新发脑卒中约200万人，而85%的幸存者出现不同程度的运动功能障碍[1]。日益加剧的老龄化趋势以及肢体残疾的庞大基数，使我国对临床康复治疗手段以及康复辅助装备存在巨大的缺口。传统的人工或简单的医疗设备已经不能满足患者的康复需求，这使得人们对于四肢康复设备如康复机器人的需求增大。康复机器人和智能辅助设备可以提供有效的辅助训练、减少人员陪护、缓解康复医疗资源的供需矛盾，具有广阔的刚性市场。

脑机接口(brain-computer interface,BCI)是一种不依赖外周神经和肌肉，而由大脑完成控制命令输出的通信方式，已在神经康复、辅助医学、航天、军事及生活娱乐等领域被广泛研究。基于BCI的康复训练手段，一方面通过对脑信号进行某种方式的处理和变换将用户的运动或意图转换为指令，控制轮椅、机械手臂等康复辅助装置实现与外界的交互，在一定程度上解决了肌肉或神经末稍受损的患者(如闭锁综合症、肌萎缩侧索硬化)与环境交流的难题；一方面通过促进大脑功能重塑实现功能的代偿，最终恢复部分功能提高生存质量[2]。本文对康复医疗中的不同类型的BCI进行了归纳，主要包括用于瘫痪患者交流、功能辅助的BCI，以及用于恢复肌萎缩性脊髓侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS) 和脑卒中患者运动功能的BCI。……