(原标题:无需开颅,中国医生用脑机接口治偏瘫)图片来源于网络,如有侵权,请联系删除
十几天过去,神经医学专家林志雄、吴成翰依然清晰地记得那台特别的手术。图片来源于网络,如有侵权,请联系删除
6月14日的下午,他们和脑机接口科学家、南开大学教授段峰合作,将介入脑电传感器芯片通过血管放进了一名偏瘫病人的颅内静脉窦。他们希望通过这台手术,帮助修复病人的运动功能。
一周后,他们向外界宣布了手术结果:手术顺利,病人的抓握功能得到了改善。
两年前,段峰曾和神经医学专家吴东东合作,将介入式支架电极置入猴子脑部血管,这是全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验。那只猴子至今保持着不错的状态。现在,段峰又在国内率先尝试了在人身上进行同样的试验。
脑机接口,顾名思义,是大脑和计算机之间的接口。在科幻电影中,残疾人用机械臂弹唱,失语者开口说话,失聪者听到声音,人类靠意念指挥庞大的机械……作为医生,吴成翰也和无数同行一样,想象过一个被脑机接口改变的未来:数以千万计的因渐冻症、小儿麻痹症、外伤、脑肿瘤、脑血管病引起的瘫痪病人,在技术的帮助下实现生活自理,无数失能者、照护者的生活得到解放。
一场特别的手术
这场脑机接口介入手术由福建三博脑科医院院长、神经外科医生林志雄任PI,他的团队负责挑选病人、评估病人情况、做术前准备、评估电极安放位置及术后管理与协调术后康复训练等;段峰团队负责电极设计、电极的信号采集和分析;福建省第二人民医院神经内科医生吴成翰负责提供病人,并保证病人术前、术后、术中的安全。
那天吴成翰照例午休,但怎么也睡不着。林志雄同样忐忑不安,担心手术达不到预期,担心病人出现并发症。从医30多年,林志雄做过数以千计高难度的脑部手术,但很少有一台手术让他这样紧张。为病人切除脑部肿瘤时,他很清楚每一步操作最可能的结果是什么,但这一次他心里没底。
通过介入方式放入颅内支架,这样的手术早已很成熟了。而附加了脑电信号采集装置的介入手术,中国医生只在羊和猴子身上开展过,现在要直接在人身上开展这类手术,他们还是如履薄冰,因为任何闪失都必须尽可能避免。
手术前,医生们已经连续几天和病人谈话,内部会议也开了好几场,反复讨论手术方案。手术当天上午,除了讨论手术方案,医生们还重点讨论了安全性问题,对电极置入时可能出现的意外逐一分析和研究。
与其他有创操作一样,将电极置入受试者颅内血管壁的手术有潜在风险。比如,芯片能不能安全地放入脑内?静脉的沿线有没有问题?术中会不会出现血管损害、痉挛、出血?支架放不进去或卡住怎么办?病人血压过高或过低怎么办?发生异物感染怎么办?一旦出现问题要怎么补救?医生们推演着每一种可能的意外和应对方案。
6月14日下午4点半,段峰和医护人员进入手术室,开始为病人实施麻醉、做术前准备。手术台上是一名67岁的男性病人,因脑梗死导致左侧肢体瘫痪。此前,他经历了半年多常规手段的治疗,效果不理想。
下午5点半,手术开始。医生在病人的锁骨下静脉和腹股沟静脉分别穿刺,在高精度DSA影像引导下,通过微导丝将介入脑电传感器芯片置入,脑电传感器芯片沿着静脉管经过颈内静脉,最后被放置在颅内静脉窦,然后再将微导丝撤出。随后,医生将传感接收器埋置在锁骨下的皮下,用于供电和接收颅内发出的脑电信号。
手术时,吴成翰在手术台下观察病人的血压、脉搏和生命体征。一个多小时后,手术结束,医生们出了一身汗。手术总体顺利,唯一的插曲是,病人拔管后,在清醒过程中血压突然飙升到200,好在经过十多分钟的观察后,病人的血压稳定了下来。
“我和段峰兴奋地拥抱在一起,后来林志雄也加入了拥抱。”吴成翰说,他尤其高兴,因为这个病人是被他动员过来的,他需要尽可能保证病人在术前、术中、术后的安全。
“第一个吃螃蟹”
2024年初,经过一年多的动物实验和技术储备,段峰团队做好了人体安全性和适应证实验的相关基础工作。可是,在国内寻找敢“第一个敢吃螃蟹的”医院并不容易。“这件事大家都知道能做,可没有先例的事都想等等看。”段峰说。
目前,全球主要存在三大脑机接口路线,分别是侵入式、非侵入式、介入式。侵入式要在颅骨上凿洞,把设备直接插入脑子;非侵入式要在头上如戴帽子般罩一个网;介入式介于两者之间,将设备通过血管送入大脑。
在侵入式、非侵入式这两个被更多研究者选择的技术路径上,中国科学家也已经有了不少探索。在人体试验方面,首都医科大学宣武医院与清华大学洪波团队曾在一年多前成功为一名四肢瘫痪病人颅内植入两枚硬币大小的脑机接口处理器,让病人实现了右手主动抓握、自主喝水。
段峰是在介入式脑机接口技术路径上走得最远的中国科学家。由于电极未直接植入脑组织,这种技术路线在信号采集精度上存在一定局限,也因此受到一些脑机接口研究者的怀疑。段峰在国内和多家医院沟通过,其中一些医院对手术风险存在担...