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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(jiǎn)稱(chēng)“浙大二院”)成功完成全國(guó)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(dòng)作。這標(biāo)志著，我國(guó)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(jué)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(lái)或?qū)楦嗷颊邘プ灾餍袆?dòng)的曙光。
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(gè)月的系統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練，但他的雙腿依然無(wú)法抬起，運(yùn)動(dòng)功能沒(méi)有明顯改善，同時(shí)大小便不能自主控制、感覺(jué)減退。根據(jù)當(dāng)時(shí)的狀態(tài)，醫(yī)生評(píng)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(jī)交叉研究院、腦機(jī)智能全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院團(tuán)隊(duì)評(píng)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(lái)并且實(shí)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(gè)觸點(diǎn)的脊髓刺激電極，并在其腹部植入了一個(gè)火柴盒大小的無(wú)線可充電刺激控制器。術(shù)后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開(kāi)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(zhǎng)朱君明介紹，過(guò)去不到3個(gè)月的時(shí)間，“金大叔下肢功能顯著改善，疼痛感覺(jué)消失，生活質(zhì)量提升”。用他女兒的話說(shuō)，每一天的變化都“肉眼可見(jiàn)”。
術(shù)后第3天，金大叔實(shí)現(xiàn)對(duì)彎腿、抬腿等動(dòng)作的控制;術(shù)后第15天，成功實(shí)現(xiàn)自主站立及行走動(dòng)作;術(shù)后1個(gè)月，在助行器的幫助下，恢復(fù)自主邁步行走;術(shù)后兩個(gè)月，通過(guò)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(dòng)……
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(jī)器的情況下，借助助行器已經(jīng)能夠連續(xù)完成上下臺(tái)階的動(dòng)作。
朱君明補(bǔ)充，閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口植入技術(shù)不只是通過(guò)刺激讓患者產(chǎn)生類(lèi)似機(jī)器人行走的動(dòng)作，而是幫助其重新建立和增強(qiáng)受損脊髓的信號(hào)傳導(dǎo)，從而加強(qiáng)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(shí)已經(jīng)可以關(guān)掉機(jī)器，雖然還不是那么穩(wěn)定，但是我們相信，經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練，未來(lái)不開(kāi)機(jī)器他也可以穩(wěn)定行走。”他說(shuō)。
跨越一大步
人體脊髓上的信號(hào)傳導(dǎo)，就像高速公路上行駛的車(chē)輛，而胸椎骨折如同山體塌方一般，會(huì)將正常的道路阻斷。想要重新打通這條“道路”，并不容易。
實(shí)驗(yàn)研究階段，浙大二院團(tuán)隊(duì)曾在小鼠、大鼠、猴子等動(dòng)物身上進(jìn)行脊髓損傷的研究，后來(lái)逐漸進(jìn)展到臨床階段。去年7月，他們調(diào)研了國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，梳理了研究目標(biāo)和思路，開(kāi)始開(kāi)展臨床倫理申請(qǐng)、志愿者招募及臨床試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的第一步。浙大二院團(tuán)隊(duì)聯(lián)合企業(yè)開(kāi)發(fā)的這套系統(tǒng)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，集合了16個(gè)觸點(diǎn)刺激的電極、全植入式脊髓刺激器、無(wú)線肌電信號(hào)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(diǎn)配置、閉環(huán)反饋等。
具體到手術(shù)過(guò)程，比較大的一個(gè)難點(diǎn)是：如何對(duì)肌肉群實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)激活。浙江大學(xué)教授、南湖腦機(jī)交叉研究院腦機(jī)接口與平臺(tái)中心主任許科帝回憶，當(dāng)時(shí)金大叔的這臺(tái)手術(shù)持續(xù)了近9個(gè)小時(shí)。他解釋說(shuō)，“并不是因?yàn)檫@是一臺(tái)很難、很危險(xiǎn)的手術(shù)，而是整個(gè)過(guò)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(gè)觸點(diǎn)分別激活哪處肌肉。這部分工作，大概就用了近5個(gè)小時(shí)。”
在整個(gè)臨床試驗(yàn)的過(guò)程中，浙大二院團(tuán)隊(duì)還會(huì)利用肌電反饋控制技術(shù)，通過(guò)捕捉運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的肌電信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算并調(diào)節(jié)刺激輸出，形成閉環(huán)反饋，幫助患者實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定、自然的行走和運(yùn)動(dòng)。另外，根據(jù)患者不同階段的功能恢復(fù)狀態(tài)，設(shè)計(jì)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(shuō)：“我們更加關(guān)注患者自身脊髓功能的恢復(fù)與增強(qiáng)，采用特定的刺激觸點(diǎn)組合方式及精確的刺激頻率和強(qiáng)度，結(jié)合閉環(huán)的肌電反饋等新技術(shù)，這對(duì)重建生理性步態(tài)至關(guān)重要。”
未來(lái)，金大叔會(huì)進(jìn)一步接受脊髓神經(jīng)接口的治療與康復(fù)訓(xùn)練。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將面向不同生活場(chǎng)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(tuán)隊(duì)也將繼續(xù)招募相關(guān)患者，不斷升級(jí)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(bào)名。
無(wú)論是對(duì)于浙大二院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、脊髓神經(jīng)接口植入技術(shù)，還是更多的截癱患者來(lái)說(shuō)，金大叔向前邁出的每一步，都是一個(gè)新的開(kāi)始。
（責(zé)任編輯：華康）
