近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（空天院）傳感器技術(shù)全國重點實驗室與哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院（哈醫(yī)大一院）神經(jīng)外科聯(lián)合，成功完成“基于植入式微電極陣列的腦深部腫瘤邊界精準(zhǔn)定位”臨床試驗，我國研發(fā)的植入式臨床腦機接口技術(shù)實現(xiàn)突破。

神經(jīng)膠質(zhì)瘤、腦轉(zhuǎn)移瘤等腦腫瘤具有發(fā)病率高、致死率高、復(fù)發(fā)率高的特點，其浸潤性生長特性導(dǎo)致腫瘤組織與正常腦組織邊界模糊難辨，因此精準(zhǔn)定位病灶邊界對手術(shù)切除、放療規(guī)劃和預(yù)后評估至關(guān)重要。

哈醫(yī)大一院神經(jīng)外科主任史懷璋介紹，臨床常用的術(shù)前檢查雖能大致定位腫瘤位置，幫助定位病變及避開功能區(qū)，但無法反映手術(shù)中的動態(tài)變化，醫(yī)學(xué)界急需一種能在術(shù)中實時判讀、精準(zhǔn)識別的技術(shù)。

由空天院與哈醫(yī)大一院聯(lián)合完成的臨床試驗，采用了空天院研發(fā)的臨床腦機接口微電極和多層次調(diào)控與高通量神經(jīng)信號同步檢測儀。

據(jù)介紹，這一臨床微電極主要基于微機電系統(tǒng)工藝和納米功能材料技術(shù)，為新型高時空分辨的腦機接口神經(jīng)探針，探針兼具高韌性與生物安全性，可通過實時信號檢測識別腫瘤邊界。神經(jīng)信號檢測儀相當(dāng)于“信號解碼器”，可同步采集、分析海量神經(jīng)信號，將電極捕捉的原始信號轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)的“病灶導(dǎo)航”，為腫瘤術(shù)中邊界判斷提供實時數(shù)據(jù)。

圖為空天院腦機接口器件工藝制作現(xiàn)場。（中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院供圖）

中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院特聘研究骨干、副研究員王蜜霞表示，臨床微電極實時捕捉單細(xì)胞水平的神經(jīng)活動信號，其優(yōu)勢主要是探測范圍更廣、定位精度更高、信息維度更全。

史懷璋介紹，本次臨床試驗針對一位膠質(zhì)瘤患者開展。結(jié)合影像數(shù)據(jù)，通過臨床微電極實時反饋的單細(xì)胞水平神經(jīng)信號，成功精準(zhǔn)識別腫瘤邊界，在最大程度保護(hù)功能區(qū)的同時，實現(xiàn)了腫瘤切除。

“術(shù)后，患者癲癇未見發(fā)作，語言表達(dá)清晰流暢，生活質(zhì)量得到提高。同時，手術(shù)避免了新的神經(jīng)功能受損，為接下來的康復(fù)和后續(xù)治療打下堅實基礎(chǔ)。”史懷璋說。

后續(xù)，空天院與哈醫(yī)大一院將進(jìn)一步拓展技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，計劃推進(jìn)高精度腦機接口視聽覺功能重建，幫助失明、失聰患者實現(xiàn)視聽覺感知；推進(jìn)血管介入腦機接口在卒中后康復(fù)、腦積水治療等領(lǐng)域的臨床應(yīng)用。（記者胡喆、楊思琪）