全球首例!四肢截瘫患者通过植入式脑机接口实现自主喝水,康复迈出关键一步
近日,我国宣武医院与清华大学团队合作完成了一项具有重大意义的医疗技术突破。全球首个采用植入式硬膜外电极脑机接口辅助治疗的四肢截瘫病例成功实现了自主脑控饮水,这标志着行为能力康复取得了重要进展。患者因车祸导致颈椎处脊髓完全性损伤,长期以来一直处于四肢瘫痪状态。这次成功的脑机接口应用将为众多脑疾病患者带来福音。
近年来,脑机接口技术发展迅速,为神经系统疾病的康复治疗带来了前所未有的机遇。然而,传统的脑机接口技术往往需要外部设备支持,如脑电图(EEG)或肌电图(EMG),这些设备通常需要与电脑或其他外部设备连接,限制了患者的活动范围。此外,这些设备的操作过程较为复杂,患者需要长时间接受治疗,这在一定程度上影响了康复效果。
为了解决这些问题,宣武医院院长赵国光团队与清华大学教授洪波团队共同开展了脑机接口NEO系统的研发工作。该系统采用了无线微创植入的方式,将两枚硬币大小的脑机接口处理器植入患者颅骨中,成功采集到了感觉运动脑区的颅内神经信号。这意味着患者可以在保持舒适姿势的情况下,通过脑电活动实现对外部设备的控制。
在居家康复期间,患者只需佩戴一个小型体外机,该机通过隔着头皮向体内机供电,并接收脑内的神经信号,将信号传送到电脑或手机上,实现脑机接口通信。患者无需再受制于外部设备的限制,可以随时随地进行康复训练。
经过3个月的居家康复训练,患者目前可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握准确率超过90%。此外,患者的脊髓损伤临床评分和感觉诱发电位测量情况也得到了显著改善。这表明脑机接口NEO系统对于改善患者生活质量具有明显效果。
这一成果实现了两个重要的突破。首先,在植入脑机接口过程中,团队选择将内机埋入颅骨内部、电极覆盖在硬膜外,既保证了颅内信号采集的质量,又避免了破坏神经组织的风险。这种设计有助于减少患者术后并发症的发生,提高治疗安全性。
其次,通过近场无线供电和信号传输,植入颅骨的体内机无需依赖电池驱动。这不仅降低了患者的医疗成本,还大大简化了治疗过程。同时,无线充电技术的发展也为未来脑机接口技术的改进提供了更多可能性。
“脑机接口通过记录和解读大脑信号,实现大脑与计算机之间直接通信。这对于患有渐冻症、脊髓损伤、癫痫等脑疾病的患者来说具有重要意义,同时也为脑机融合智能的发展提供了可能性,有望直接扩展人脑的信息处理能力。”未来,随着脑机接口技术的不断进步,越来越多患有神经系统疾病的患者将受益于这一技术。
总之,宣武医院与清华大学团队的这一创新性研究为全球范围内的脑疾病患者带来了希望。未来,脑机接口技术将在医学领域发挥越来越重要的作用,助力人类健康事业的发展。