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一名截癱患者經(jīng)治療邁出了“自主行走第一步”。
近日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院(以下簡稱“浙大二院”)成功完成全國首例閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口植入手術(shù)。術(shù)后，曾經(jīng)的截癱患者不僅可以直線行走，還能夠完成轉(zhuǎn)彎、上下坡、變速行走等多種日常動作。這標(biāo)志著，我國在脊髓神經(jīng)接口及神經(jīng)功能重塑領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破。
脊髓損傷后的功能修復(fù)和重塑，是當(dāng)前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域亟待解決的難題之一。脊髓損傷患者面臨著不同程度的截癱，往往伴隨有感覺功能障礙、大小便失控等癥狀，承受著常人難以想象的身體痛苦和心理創(chuàng)傷。
如今這名截癱患者向前“邁出的一小步”，是脊髓神經(jīng)接口技術(shù)“跨越的一大步”，未來或?qū)楦嗷颊邘プ灾餍袆拥氖锕狻?/p>
邁出一小步
這名重獲自由的截癱患者姓金，今年61歲。2024年10月，他因高處墜落導(dǎo)致胸部四分之三的椎體骨折，被診斷為完全性截癱。盡管在脊椎手術(shù)后接受了為期4個月的系統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練，但他的雙腿依然無法抬起，運動功能沒有明顯改善，同時大小便不能自主控制、感覺減退。根據(jù)當(dāng)時的狀態(tài)，醫(yī)生評估他恢復(fù)自主行走的可能性非常小。
浙大二院聯(lián)合浙江大學(xué)南湖腦機交叉研究院、腦機智能全國重點實驗室、生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院團隊評估之后認(rèn)為，利用脊髓神經(jīng)接口技術(shù)可以幫助其站起來并且實現(xiàn)行走。
今年3月8日，金大叔在浙大二院接受了閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口植入手術(shù)。術(shù)中，神經(jīng)外科醫(yī)生在他腰部脊椎中植入了一根帶有16個觸點的脊髓刺激電極，并在其腹部植入了一個火柴盒大小的無線可充電刺激控制器。術(shù)后，項目團隊進一步開展了刺激模式與刺激參數(shù)優(yōu)化調(diào)試。
浙大二院神經(jīng)外科副主任、功能神經(jīng)外科組組長朱君明介紹，過去不到3個月的時間，“金大叔下肢功能顯著改善，疼痛感覺消失，生活質(zhì)量提升”。用他女兒的話說，每一天的變化都“肉眼可見”。
術(shù)后第3天，金大叔實現(xiàn)對彎腿、抬腿等動作的控制;術(shù)后第15天，成功實現(xiàn)自主站立及行走動作;術(shù)后1個月，在助行器的幫助下，恢復(fù)自主邁步行走;術(shù)后兩個月，通過脊髓刺激配合系統(tǒng)化康復(fù)訓(xùn)練，金大叔已經(jīng)能夠完成多種日常活動……
5月27日，金大叔的康復(fù)訓(xùn)練又有了新突破：在關(guān)掉機器的情況下，借助助行器已經(jīng)能夠連續(xù)完成上下臺階的動作。
朱君明補充，閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口植入技術(shù)不只是通過刺激讓患者產(chǎn)生類似機器人行走的動作，而是幫助其重新建立和增強受損脊髓的信號傳導(dǎo)，從而加強脊髓的神經(jīng)修復(fù)，加速自主功能恢復(fù)。“現(xiàn)在(金大叔)行走時已經(jīng)可以關(guān)掉機器，雖然還不是那么穩(wěn)定，但是我們相信，經(jīng)過更長時間的訓(xùn)練，未來不開機器他也可以穩(wěn)定行走。”他說。
跨越一大步
人體脊髓上的信號傳導(dǎo)，就像高速公路上行駛的車輛，而胸椎骨折如同山體塌方一般，會將正常的道路阻斷。想要重新打通這條“道路”，并不容易。
實驗研究階段，浙大二院團隊曾在小鼠、大鼠、猴子等動物身上進行脊髓損傷的研究，后來逐漸進展到臨床階段。去年7月，他們調(diào)研了國內(nèi)外研究進展，梳理了研究目標(biāo)和思路，開始開展臨床倫理申請、志愿者招募及臨床試驗系統(tǒng)搭建等工作。
擁有一套能夠形成閉環(huán)的脊髓神經(jīng)接口系統(tǒng)，是實現(xiàn)這項技術(shù)的第一步。浙大二院團隊聯(lián)合企業(yè)開發(fā)的這套系統(tǒng)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，集合了16個觸點刺激的電極、全植入式脊髓刺激器、無線肌電信號采集設(shè)備以及調(diào)控軟件等功能模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)刺激輸出、靈活觸點配置、閉環(huán)反饋等。
具體到手術(shù)過程，比較大的一個難點是：如何對肌肉群實現(xiàn)精準(zhǔn)激活。浙江大學(xué)教授、南湖腦機交叉研究院腦機接口與平臺中心主任許科帝回憶，當(dāng)時金大叔的這臺手術(shù)持續(xù)了近9個小時。他解釋說，“并不是因為這是一臺很難、很危險的手術(shù)，而是整個過程需要工程人員和臨床醫(yī)生配合，調(diào)整脊髓刺激電極植入的最佳位置，并明確電極的16個觸點分別激活哪處肌肉。這部分工作，大概就用了近5個小時。”
在整個臨床試驗的過程中，浙大二院團隊還會利用肌電反饋控制技術(shù)，通過捕捉運動過程中的肌電信號，實時計算并調(diào)節(jié)刺激輸出，形成閉環(huán)反饋，幫助患者實現(xiàn)更加穩(wěn)定、自然的行走和運動。另外，根據(jù)患者不同階段的功能恢復(fù)狀態(tài)，設(shè)計符合患者需求的康復(fù)訓(xùn)練方法，提高治療效果。
“傳統(tǒng)脊髓刺激器多采用固定刺激模式與參數(shù)，很難做到讓患者完全恢復(fù)自主行為控制。”許科帝說：“我們更加關(guān)注患者自身脊髓功能的恢復(fù)與增強，采用特定的刺激觸點組合方式及精確的刺激頻率和強度，結(jié)合閉環(huán)的肌電反饋等新技術(shù)，這對重建生理性步態(tài)至關(guān)重要。”
未來，金大叔會進一步接受脊髓神經(jīng)接口的治療與康復(fù)訓(xùn)練。項目團隊將面向不同生活場景和功能需求，持續(xù)優(yōu)化治療方案，幫助他更好更快恢復(fù)。浙大二院團隊也將繼續(xù)招募相關(guān)患者，不斷升級系統(tǒng)，完善閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口植入技術(shù)。截至6月初，招募患者的信息發(fā)出后，已經(jīng)吸引了1500多人報名。
無論是對于浙大二院項目團隊、脊髓神經(jīng)接口植入技術(shù)，還是更多的截癱患者來說，金大叔向前邁出的每一步，都是一個新的開始。
（責(zé)任編輯：華康）
