通讯员 许紫莹 朱俊俊 本报记者 郑纯胜
患者正在进行爬楼梯练习。浙大二院 供图
近期，浙江大学医学院附属第二医院（简称“浙大二院”）联合浙江大学南湖脑机交叉研究院、脑机智能全国重点实验室、生物医学工程与仪器科学学院，成功完成全国首例闭环脊髓神经接口植入手术。接受治疗的截瘫患者术后下肢运动功能持续改善，不仅能直线行走，还能完成转弯、上下坡、变速走等多种动作。该手术的成功标志着我国在脊髓神经接口及神经功能重塑领域取得重大技术突破。
患者今年61岁，2024年10月不幸从高处坠落，导致胸3和胸4椎体骨折，被当地医院诊断为完全性截瘫。尽管在脊椎术后接受了为期4个月的系统康复训练，但患者的双腿依然无法抬起，运动功能无明显改善，大小便无法自主控制且伴有感觉减退。彼时，医生评估他恢复自主行走的可能性非常小。
模式参数可实时调试
今年3月，患者在浙大二院接受了国内首例闭环脊髓神经接口植入手术。神经外科医生在其腰椎处精准植入了一根带有16触点的脊髓刺激电极，并在其腹部植入火柴盒大小的无线可充电刺激控制器。值得一提的是，手术使用的均是我国拥有完全自主知识产权的产品。
术后，治疗团队进行了刺激模式与刺激参数优化调试。术后第3天，患者即能完成弯腿、抬腿等动作；术后第15天，患者成功自主站立；术后1个月，患者的下肢运动功能显著改善，在助行器帮助下，恢复自主迈步行走。通过脊髓刺激配合系统化康复训练，患者在术后两个月时已经能完成多种日常活动。更令人欣喜的是，他的下肢感觉功能和自主排便功能逐渐恢复，排尿功能也明显改善。这些均提示该技术在改善运动功能的同时，具备促进神经感觉通路修复的潜力。
团队主刀医师、浙大二院神经外科主任医师朱君明表示：“如果把脊髓上的信号传导比作高速公路车流，患者的脊髓损伤情况就像高速公路遭到破坏导致大部分车道无法通行，我们团队采用的脊髓神经接口技术就好比修复受损道路，增强车辆通行能力。”
“传统脊髓刺激器多采用固定刺激模式和参数，临床治疗效果不够理想，很难让患者完全恢复自主行为控制。我们更加关注患者自身脊髓功能的恢复与增强，采用特定的刺激触点组合方式及精确的刺激频率与刺激强度，并结合闭环肌电反馈等新技术，这些对重建生理性步态至关重要。”浙江大学教授许科帝介绍。
技术涵盖四大亮点
脊髓神经接口技术的核心是帮助患者重新建立和增强受损脊髓的信号传导，从而加强脊髓神经修复能力，加速自主功能恢复。团队联合企业开发了一套多模态脊髓硬膜外刺激系统，集成16触点刺激电极、全植入式脊髓刺激器、无线肌电信号采集设备以及调控软件等设备功能模块，实现精准刺激输出、灵活触点配置以及闭环反馈等功能。
在临床试验中，团队利用精确电刺激（主要依托特定刺激触点组合实现），完成对受损脊髓神经信号通路的重新修复，同时借助肌电反馈控制技术，通过捕捉运动过程中的肌电信号，实时计算并调节刺激输出，形成闭环反馈，实现更加稳定、自然的运动和行走控制。团队还根据患者不同阶段的功能恢复状态，设计了符合患者需求的康复训练方法，以提高治疗效果。
此次的闭环脊髓神经接口植入术主要有四个方面的技术亮点。一是在国内首次采用闭环脊髓神经接口，补偿肌力输出，实现对身体重心和运动平衡性的控制；二是为患者设计个体化刺激触点配置，并通过人工智能算法辅助刺激参数优化；三是更加聚焦患者在脊髓神经接口帮助下的自身神经系统功能修复，帮助患者成功实现完全自主的运动控制；四是帮助瘫痪患者完成长距离行走、变速走、转弯、上下坡等自然流畅运动以及多种不同类型日常动作的自由切换。
应用前景广阔
脑机接口是一项具有颠覆性的前沿技术，近些年不断迭代突破，目前处于应用落地的关键窗口期。
浙江大学是全国最早开展侵入式脑机接口的研究单位之一。此前，浙江大学求是高等研究院与浙大二院神经外科已经在脑机接口领域取得突破性进展，帮助患者实现用“意念”控制机械手完成喝水、吃东西甚至书写汉字等动作，为因外伤、中风和渐冻症等失去运动能力的患者带来新希望。
此外，浙大二院神经外科还联合企业研发出国内首款难治性癫痫闭环神经调控治疗刺激器，将“脑控”和“控脑”从理念变为现实，使难治性癫痫等患者的智能化治疗成为可能。
此次手术的成功，为我国370万脊髓损伤患者的功能恢复提供了新路径。接下来，项目团队将继续推进临床前瞻性研究，探索更多的临床应用可能。