近日 ，由浙江大學(xué)腦機(jī)智能全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合南湖腦機(jī)交叉研究院、附屬第二醫(yī)院 、生儀學(xué)院 、計(jì)算機(jī)學(xué)院等 ，成功完成國(guó)內(nèi)首例閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口植入手術(shù)，讓截癱的金大叔在術(shù)后第15天，成功實(shí)現(xiàn)自主站立及行走動(dòng)作；術(shù)后2個(gè)月 ，已能夠?qū)崿F(xiàn)多種日常活動(dòng) 。
研究團(tuán)隊(duì)與患者合影
金大叔在做康復(fù)訓(xùn)練
此項(xiàng)研究的成功 ，標(biāo)志著我國(guó)在脊髓神經(jīng)接口及神經(jīng)功能重塑領(lǐng)域又取得了重要突破，有望為我國(guó)370萬(wàn)脊髓損傷患者功能恢復(fù)帶來(lái)福音 。
2024年10月 ，61歲的金大叔從高處墜落 ，導(dǎo)致胸3/4椎體骨折，被當(dāng)?shù)蒯t(yī)院診斷為完全性截癱。盡管在脊椎手術(shù)后接受了為期4個(gè)月的系統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練 ，但他的兩腿依然無(wú)法抬起 ，運(yùn)動(dòng)功能無(wú)明顯改善，且大小便無(wú)法自主控制、感覺(jué)減退 ，醫(yī)生評(píng)估他恢復(fù)自主行走的可能性非常小。
然而 ，隨著植入手術(shù)的完成，他已能完成直線行走、轉(zhuǎn)彎 、上下坡甚至變速行走等復(fù)雜動(dòng)作 ，另外 ，金大叔的下肢感覺(jué)功能也逐步恢復(fù)，自主排便功能恢復(fù)，排尿功能明顯改善 ，生活質(zhì)量顯著提升 ，提示該技術(shù)在改善運(yùn)動(dòng)功能的同時(shí)，也具備促進(jìn)神經(jīng)感覺(jué)通路修復(fù)的潛力 。
實(shí)驗(yàn)室成員 、附屬第二醫(yī)院主任醫(yī)師朱君明解釋道：“如果把脊髓上的信號(hào)傳導(dǎo)比作高速公路 ，金大叔的脊髓損傷情況就像高速公路遭到了破壞導(dǎo)致大部分車(chē)道無(wú)法通行 ，我們團(tuán)隊(duì)采用的脊髓神經(jīng)接口技術(shù)就好比修復(fù)受損道路，重新增強(qiáng)了車(chē)輛通行能力 。 ”
脊髓神經(jīng)接口技術(shù)是如何“修復(fù)受損道路 ”的？
據(jù)介紹 ，該系統(tǒng)集成了16觸點(diǎn)刺激電極、全植入式脊髓刺激器 、無(wú)線肌電信號(hào)采集設(shè)備及智能調(diào)控軟件 ，應(yīng)用AI多模態(tài)脊髓硬膜外刺激技術(shù)。主要核心技術(shù)原理包括：
1. 精準(zhǔn)神經(jīng)刺激：通過(guò)患者腰部脊椎植入一根帶有16觸點(diǎn)的脊髓刺激電極，對(duì)受損脊髓區(qū)域進(jìn)行靶向電刺激 ，重建神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)通路 。
2. 智能閉環(huán)反饋：在其腹部植入火柴盒大小的無(wú)線可充電刺激控制器 ，利用肌電反饋控制技術(shù)，實(shí)時(shí)分析患者運(yùn)動(dòng)意圖 ，動(dòng)態(tài)調(diào)整刺激參數(shù) ，形成"感知-決策-刺激"的閉環(huán)控制 。
3. 人工智能優(yōu)化：基于患者個(gè)體化需求與不同階段的功能狀態(tài)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)優(yōu)化刺激模式和參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療方案。
實(shí)驗(yàn)室成員 、生儀學(xué)院教授許科帝進(jìn)一步解釋道：“傳統(tǒng)脊髓刺激器多采用固定刺激模式與參數(shù) ，臨床治療效果不夠理想 ，很難做到患者完全恢復(fù)自主行為控制 。我們更加關(guān)注患者自身脊髓功能的恢復(fù)與增強(qiáng)，采用特定的刺激觸點(diǎn)組合方式及精確的刺激頻率與刺激強(qiáng)度 ，結(jié)合閉環(huán)的肌電反饋等新技術(shù) ，這對(duì)重建生理性步態(tài)至關(guān)重要 。”
值得一提的是，術(shù)中使用的皆為中國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。
目前 ，對(duì)于金大叔而言也還有很多關(guān)卡等待突破 。比如 ，通過(guò)進(jìn)一步脊髓神經(jīng)接口治療與康復(fù)訓(xùn)練，慢慢脫離行走輔助器以及調(diào)控軟件的幫助 ，實(shí)現(xiàn)完全自主的運(yùn)動(dòng)控制行為 。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示 ，將繼續(xù)推進(jìn)臨床前瞻性研究，開(kāi)展臨床被試招募工作 ，增加臨床落地應(yīng)用案例 ，探索更多截癱患者神經(jīng)損傷修復(fù)治療新路徑。
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