腦機接口臨牀應用！這名女醫生何以不走尋常路？
醫工結合所研發的產品，經常被人稱之爲醫療領域的「黑科技」，無論是當下頗爲前沿的腦機接口，還是各種輔助治療和康復的機器人，這些複雜且精密的儀器，都不禁讓人們感嘆「未來已來」。而在這些儀器的背後，是無數位以臨牀需求爲導向，持續研發的醫生們。
醫學和工程的融合不僅飽含研發人員的智慧、精力和汗水，更加承載了患者恢復健康、迴歸家庭和社會的希望。8月19日，在第七個中國醫師節這個特殊的日子裡，北京清華長庚醫院康復醫學中心主任潘鈺教授作客健康界「新質醫生2024中國醫師節」系列主題訪談直播間，分享醫工結合的故事和心路歷程。
健康界：背靠我國理工科最牛的大學清華大學，您所在的北京清華長庚醫院可以說是「近水樓臺先得月」。清華長庚醫院康復醫學科的醫工結合所涉及的領域有哪些？如今有哪些「黑科技」設備在臨牀應用？
潘鈺：康復醫學是一門致力於幫助病患恢復功能、提高生活質量，儘早迴歸家庭和社會的學科。在康復醫學發展過程中，醫工結合或者醫工交叉發揮着重要的作用。我們利用工程技術的進步和創新，爲康復醫學提供新技術和解決方案。
近年來，北京清華長庚醫院的康復團隊通過醫工結合，着力發展智能康復技術和個體化康復方案：
在康復評定方面，我們發展了通過眼動識別和康復機器人來評估足踝運動認知雙重任務功能，用來預測跌倒風險；
我們把壓力傳感器放到鞋墊中，監測偏癱患者步行功能；
康復訓練中，通過面部微表情識別分析患者的焦慮抑鬱情緒；
通過攝像頭掃描面部，可以間接反映患者血壓、心率、血氧飽和度等，便於重症患者康復訓練中監測生命體徵；
最近，我們聯合清華大學精密儀器系的博士，開發基於咽喉部肌肉活動信號、呼吸功能監測評價吞嚥功能和誤吸風險等，今後可能應用於ICU重症、神經損傷或老年人吞嚥障礙監測和指導訓練。
在康復治療方案中，我們研發了腦機接口康復機器人系統，用於偏癱患者足踝和上肢手功能康復；我們開發了用於家庭社區訓練用的上肢手功能數字療法，用於足踝功能康復的運動認知雙重任務訓練系統。
在解決方案方面，我們聯合清華大學李翀副教授、竇維蓓教授，開發針對腦卒中患者的個體化腦機交互康復方案，獲得中國康復醫學會科學技術一等獎和第49屆日內瓦國際發明展銀獎。
健康界：很多醫生喜歡在門診看病人，或者熱愛做手術。而醫工結合則是一條相對艱難且結果不確定性很大的道路。很想知道您致力於醫工結合的初心是什麼？您當初最想幫患者解決哪些問題？
潘鈺：我是在2002年，受到我的博士生導師關驊教授的感召和引領進入康復醫學領域，到今天已經有22年。
康復醫學主要採用運動療法、物理因子治療、康復輔具等幫助患者恢復功能，提高生活自理能力。隨着社會進步和科技發展，我們面對的是病患不斷提高的康復需求，例如腦卒中偏癱、脊髓損傷以後截癱、四肢癱，患者和家屬不滿足於僅僅能動，而是希望能走得更好，手指更靈活，生活自理能力更高。
現有的康復治療方法和治療技術，不能滿足病人的需求了，怎麼辦？我和我的團隊就一直在思考，如何能發展新技術和新方法來幫助病患。特別是神經損傷患者，對個人和家庭的打擊是非常大的，是康復醫生和康復治療師要幫助的重要對象。我們希望通過新技術和新方法，解決過去數十年康復醫療的瓶頸問題，提高康復效率和康復療效。
健康界：您曾經說過，在清華大學或者清華長庚醫院附近，可能面對面喝咖啡的兩個人就是清華大學教授和醫學專家，倆人坐在一起就能碰撞出一個很棒的想法，從而研發一款讓患者受益的設備。請您講述一下您有沒有類似經歷？
潘鈺：這樣的經歷常常有。記得在2018年，一個學術論壇上，我和清華大學醫學院的洪波教授說起腦機接口技術的事，希望能幫助偏癱足下垂患者走好路，這個領域當時在國際上還是空白。
討論後，很快兩個團隊開始研究方案，申請到北京市自然科學基金的重點課題項目，申報專利，大概半年多的時間，設備就設計搭建出來了。在這個研究基礎上，我們又開發了針對腦卒中重症患者的手功能腦機接口康復系統，2023年9月在國際服貿會上進行了產品發佈，申請了發明專利。
另外一個非常有趣的研究是關於腦卒中重症康復機器人的研發。清華大學機械系邵珠峰老師有一次找到我，希望研究康復機器人，我們討論了2個多小時，最後把研究重心放到重症康復機器人，我們都意識到這部分國內國際上都是比較薄弱的，創新性比較強，也有很大的臨牀需求。
討論之後一個月，科技部就發佈了主動健康重點研發計劃，和我們的討論內容不謀而合，後來我們就攜手國內10家有較強研究實力的研究機構、醫院和行業企業，一起申報並獲得該專項的支持，目前項目在順利進行中。
所以，在醫工結合和醫工交叉的研究工作中，我有一個重要的啓發，醫生要和科學家們多交流，思想上不斷碰撞，才能激發出火花和靈感，纔能有利於技術創新和團隊成長。
健康界：當病人用上全新的「黑科技」設備，在技術的加持下持續康復的時候，您當時的心情是什麼？
潘鈺：10年前我開始從事新型康復設備研發和康復技術研究，可以說我個人的認知也在不斷進步和發展。過去對新生事物，從醫生的角度，常常會持懷疑的態度或者否定的態度。當自己真正參與其中，才體會到技術革新和變革的意義和價值。
記得最初我們採用腦機接口給一位腦出血偏癱的患者訓練手功能，他已經患病3個月了，手完全不能主動活動。過去的經驗告訴我們，接近60%類似的患者，手無法恢復實用功能了。
但這個病人進行腦機接口訓練10天以後，突然他的手指能抓握活動了。已經接近100多天都不能活動的手，通過新技術幫助他恢復了主動功能，他當時非常激動，一下就哭了。
我們作爲醫務人員，也非常激動，替他開心。我告訴病人：這個手指活動，就好像在黑暗中點亮了一盞燈，只要燈亮了，後面的訓練就有機會把這盞燈變爲霓虹燈，你也會隨之獲得更多的手部功能。
後來經過20天的訓練，這位病人不僅能完成抓握、伸展，還能拿起球、飯勺、越來越靈活了。像這樣的案例，後面越來越多，替病人開心的同時，我們都非常感慨，新技術、新發明，爲康復醫療帶來福音。
健康界：從臨牀需求入手去開展創新的時候，作爲醫生需要去跟大學教授反覆溝通，有沒有一些技巧您可以分享？
潘鈺：在跟清華大學的各位老師交流的過程中，我發現醫工結合和新技術的研發一定要從臨牀需求入手，因爲不是爲了發明而發明，一定要明確研究的價值和意義所在。
這些發明和創新最終是要爲臨牀服務，爲病患服務。帶着這些理念，我們在與學校的教授、老師、學生討論的時候，會特別提出臨牀工作的難點和痛點。大家在交流過程中就會圍繞着這個主題來共同思考，開啓頭腦風暴。
我記得有一次清華大學機械工程系教授團隊來醫院交流，看到病人使用了康復機器人訓練。我當時說，有一部分病人在康復機器人訓練過程中，並沒有發現它能夠明顯提升治療療效，如何來解決？
我們通過幾次的討論發現，如果我們能夠調動病人的主動參與意識，再給他更多的神經調控的方式訓練，就能提高神經的重建重塑能力。另外通過個體化的治療方案，也能夠提高康復機器人的訓練療效。近幾年，我們在這個方向上共同發力，對偏癱患者的智能康復訓練和康復個體化方案，都有了新的突破。
通過合作和研發，我們獲得了國家級課題支持和一些專利，學科也獲得了國家級的臨牀重點專項，在臨牀上幫助了一批疑難複雜重症的患者，幫助他們提高了康復的預後和生活的自理能力。
健康界：到目前，您最有成就感的一項發明是什麼？
潘鈺：近幾年，我們主要在腦卒中、偏癱康復的個體化腦機交互技術方面取得了突破。團隊針對偏癱患者足下垂這一臨牀難題，與學校老師和企業聯合研發了腦機接口、足踝康復機器人系統。
這個系統在國際上處於前沿地位，已經在臨牀上轉化並積累了大量臨牀案例，療效明顯優於傳統技術，今年還在日內瓦發明展上獲得銀獎。
健康界：作爲行業中優秀的醫工結合專家和代表，您如何評價自己的工作？
潘鈺：醫療技術在不斷進步和發展，我們一定要迎頭趕上，走在時代前面。面對病患和家屬的殷殷期望，需要我們不斷思辨，發展創新思維，敢於挑戰難題，突破瓶頸。
過去的經驗也告訴我們，不能墨守陳規，人云亦云；但創新不等同於蠻幹，要尊重客觀規律，保持嚴謹的科學態度，謹記健康所繫生命相托，保持醫者初心，才能更好的助力醫學發展，服務更多的病患。
我們最近一直在研究重症康復全面智能化，也就是當病人進入到重症病房中，生命體徵相對平穩的情況下，我們就要對他進行早期全面的康復評價。智能系統會給病人自動設置治療方案。我們研發的早期康復機器人和早期促醒的治療技術和監測技術，已經有了很好的安全性和有效性證明。
通過早期干預，尤其是主動的神經重建技術，讓病人在離開重症監護室的時候，同時得到神經功能的恢復和提高。可喜的是，類似的智能化技術陸續會提供到家庭和社區。
健康界：醫工結合需要醫生經常泡在實驗室裡，比單純做臨牀還要累，所需的時間還要多。您後悔選擇這樣一條路嗎？家人理解嗎？
潘鈺：醫工結合的工作非常有意思，特別是我們獲得新項目，有新產品出來，有病人獲益，都讓我和團隊小夥伴們很興奮，可以說是樂不思蜀，所以談不上後悔。
能有機會當一名不斷創新、去幫助更多病患的醫生，我感覺非常幸運，這既是醫生的職責所在，也是我個人的興趣所在，家人也非常支持我。
在醫師節，祝福每一位走進醫學殿堂的年輕醫生，能更多地感受到這個職業帶給我們的美好，帶給病患和社會的美好。