近日,首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院成功實(shí)施全國(guó)首例“北腦一號(hào)”智能腦機(jī)系統(tǒng)為腦卒中后偏癱患者的植入手術(shù),這臺(tái)手術(shù)不僅是我國(guó)自主研發(fā)的腦機(jī)接口系統(tǒng)在臨床應(yīng)用上的重大突破,也標(biāo)志著腦機(jī)接口技術(shù)在神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域進(jìn)入實(shí)用階段,為腦卒中患者帶來(lái)了運(yùn)動(dòng)康復(fù)的新希望。此次手術(shù)的患者是一名47歲的小學(xué)音樂(lè)教師,因腦出血導(dǎo)致右側(cè)肢體癱瘓,盡管經(jīng)過(guò)一年多的傳統(tǒng)康復(fù)治療,仍無(wú)法恢復(fù)手部的精細(xì)運(yùn)動(dòng)功能,無(wú)法重新彈奏鋼琴。經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尼t(yī)學(xué)評(píng)估和倫理審查,他成為全國(guó)586名志愿者中最終被篩選出的第一例手術(shù)患者,希望借助腦機(jī)接口技術(shù),重新實(shí)現(xiàn)用雙手彈奏音樂(lè)的夢(mèng)想。
卒中后偏癱是全球最主要的致殘性疾病之一,且患者數(shù)量龐大,恢復(fù)難度極高。每年,中國(guó)新增腦卒中患者超過(guò)200萬(wàn)人,其中超過(guò)一半遺留偏癱,這意味著每年有超過(guò)100萬(wàn)名患者面臨長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)障礙,無(wú)法獨(dú)立行走、進(jìn)食、穿衣,甚至喪失最基本的自理能力。對(duì)于很多患者而言,傳統(tǒng)的康復(fù)治療存在較大局限性,即使經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的康復(fù)訓(xùn)練,許多患者的運(yùn)動(dòng)能力仍難以恢復(fù)。目前,全球范圍內(nèi)針對(duì)卒中后偏癱的有效治療方案仍然有限,而腦機(jī)接口技術(shù)的出現(xiàn),為這些患者帶來(lái)了前所未有的希望。腦機(jī)接口不僅能“讀取”患者的大腦信號(hào),更能幫助患者繞過(guò)受損的神經(jīng)通路,直接用“意念”控制肢體,進(jìn)一步恢復(fù)自主運(yùn)動(dòng)能力。
“北腦一號(hào)”是北京芯智達(dá)神經(jīng)技術(shù)有限公司聯(lián)合北京腦科學(xué)與類腦研究所自主研發(fā)的智能腦機(jī)系統(tǒng),采用高密度柔性ECoG(皮層腦電)電極,實(shí)現(xiàn)128通道微型、無(wú)線、低功耗的系統(tǒng)集成,能夠精準(zhǔn)采集大腦運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)信號(hào),并通過(guò)人工智能算法解碼患者的運(yùn)動(dòng)意圖,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)功能性電刺激系統(tǒng)或外部設(shè)備,有望使偏癱患者的肢體重新獲得運(yùn)動(dòng)能力。相比于傳統(tǒng)的康復(fù)手段,“北腦一號(hào)”不依賴殘存神經(jīng)通路,而是直接構(gòu)建“腦-機(jī)-肌肉”的信息通路,使患者的意念能夠繞過(guò)受損神經(jīng),實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)控制。這種新型的半侵入式腦機(jī)接口既提升了信號(hào)采集的精準(zhǔn)度,又降低了手術(shù)創(chuàng)傷和術(shù)后風(fēng)險(xiǎn),彌補(bǔ)了全植入式和非侵入式技術(shù)的不足,使其更適合卒中后偏癱患者的長(zhǎng)期應(yīng)用。
此次手術(shù)由中國(guó)科學(xué)院院士趙繼宗團(tuán)隊(duì)主導(dǎo),天壇醫(yī)院為確保手術(shù)順利進(jìn)行,成立了腦機(jī)接口臨床工作專班,協(xié)調(diào)神經(jīng)外科、康復(fù)醫(yī)學(xué)、麻醉科、心理科等多學(xué)科力量,全流程優(yōu)化患者篩選、手術(shù)規(guī)劃、術(shù)中管理及術(shù)后康復(fù)體系,以確保最大化手術(shù)成功率和患者預(yù)后改善。
北京天壇醫(yī)院作為國(guó)家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心,在腦機(jī)接口領(lǐng)域布局已久,并于2022年成立了腦機(jī)接口轉(zhuǎn)化研究中心,由趙繼宗院士領(lǐng)銜,集結(jié)神經(jīng)科學(xué)、人工智能、工程技術(shù)、康復(fù)醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的專家,構(gòu)建從基礎(chǔ)研究到工程轉(zhuǎn)化、再到臨床應(yīng)用的完整生態(tài)體系。此次手術(shù)的成功,不僅驗(yàn)證了“北腦一號(hào)”在卒中康復(fù)中的臨床價(jià)值,也展示了天壇醫(yī)院在腦機(jī)接口手術(shù)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。天壇醫(yī)院依托其神經(jīng)外科領(lǐng)域的領(lǐng)先地位和完整的神經(jīng)康復(fù)體系,展現(xiàn)出更精準(zhǔn)的患者篩選、更權(quán)威的手術(shù)團(tuán)隊(duì)以及更完善的術(shù)后康復(fù)體系。術(shù)后,患者將接受基于腦機(jī)接口的功能性電刺激(FES)康復(fù)訓(xùn)練,結(jié)合智能外骨骼設(shè)備和數(shù)字處方系統(tǒng),逐步實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)意圖解碼、肌肉激活和運(yùn)動(dòng)反饋的閉環(huán)調(diào)控,以期最大化恢復(fù)肢體功能。
此次“北腦一號(hào)”手術(shù)的成功,是我國(guó)腦機(jī)接口技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用的關(guān)鍵一步,也為龐大的卒中后偏癱患者群體提供了全新的運(yùn)動(dòng)康復(fù)方案。在中國(guó),偏癱患者數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng),且呈現(xiàn)年輕化趨勢(shì),更多的患者在壯年時(shí)期就因卒中失去了獨(dú)立生活的能力,而腦機(jī)接口技術(shù)的成功應(yīng)用,將有望改變這一現(xiàn)狀。未來(lái),天壇醫(yī)院將繼續(xù)推進(jìn)腦機(jī)接口的多中心臨床試驗(yàn),擴(kuò)大適應(yīng)癥范圍,讓更多卒中、脊髓損傷、漸凍癥患者受益,并推動(dòng)腦機(jī)接口在康復(fù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用,結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù),構(gòu)建個(gè)性化的數(shù)字處方體系。同時(shí),醫(yī)院也將加速推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,與醫(yī)療器械企業(yè)深度合作,促進(jìn)腦機(jī)接口設(shè)備的工程化和市場(chǎng)化,使這項(xiàng)突破性技術(shù)盡快走進(jìn)千家萬(wàn)戶,讓更多神經(jīng)功能障礙患者享受到科技進(jìn)步帶來(lái)的福祉。這不僅是一次技術(shù)的突破,更是醫(yī)學(xué)發(fā)展的新里程碑,標(biāo)志著腦機(jī)接口從概念驗(yàn)證邁向?qū)嶋H治療,向著幫助更多癱瘓患者重獲運(yùn)動(dòng)能力、改善生活質(zhì)量的目標(biāo)不斷邁進(jìn)。
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