全国首例！中国医生让瘫痪者自主行走

 

 

 

在神经功能重塑领域，这是浙大二院/浙江大学脑机接口团队取得的又一次重大技术突破，目前仍在招募更多患者。

 

 

 

撰文丨凌   骏

责编丨汪   航

 

又一项中国医学进展公布。

 

去年年底，61岁的金先生不慎从3楼高的房顶坠落，脊髓严重损伤并导致完全性瘫痪。经过手术和4个月的康复训练，金先生双下肢仍仅能在床上平移。若不是在浙江大学医学院附属第二医院（以下简称：浙大二院）参与了“脊髓神经接口”临床试验，他一辈子可能都将在轮椅上度过。

 

本月，浙大二院宣布，联合南湖脑机交叉研究院、浙江大学多学科团队，医院成功完成全国首例闭环脊髓神经接口植入术，恢复了瘫痪者的行走功能。

 

更不可思议的是，“术后2个月，我们尝试关掉机器，发现患者依靠自身就能实现站立行走。这说明他受损的脊髓神经，也在得到自我修复。”浙大二院神经外科副主任、功能神经外科组组长朱君明主任医师告诉“医学界”。

 

在神经功能重塑领域，这是浙大二院/浙江大学脑机接口团队取得的又一次重大技术突破，有望开启脊髓损伤治疗的新篇章。

 

 

术后3天便恢复下肢运动

 

由于神经细胞不可再生，脊髓损伤治疗一直是医学领域的“世纪难题”。最新数据显示，全球有约2000万人患有脊髓损伤，年新发病例数约为90万，且以外伤为主的脊髓受损发病率逐年升高。

 

据朱君明介绍，在意外跌落后，金先生的胸3/4椎体骨折，在当地医院被诊断为完全性瘫痪。“当时他紧急接受了手术，术后还经历4个月的康复治疗，但腿部肌力依旧只恢复到1-2级。相当于只能躺在床上，缓慢平移双腿的程度。”

 

不仅可能再也无法站立，由于脊髓神经传导通路的破坏，金先生还出现了大小便失禁。治疗希望渺茫，2024年10月，经当地医院的推荐，金先生来到了浙大二院，成为这项临床研究的“1号病人”。

 

作为我国最早开展侵入式脑机接口的研究单位之一，此前，浙大二院/浙江大学团队已多次取得突破性进展。

 

2019年起，联合团队曾通过脑机接口技术，全国首次实现让一位高位截瘫者用“意念”控制机械臂，陆续完成喝水、吃东西、写字等动作。

 

此次自主开发的“脊髓神经接口”，则是一种全新的脊髓硬膜外电刺激治疗系统——通过在脊髓植入电极，绕过大脑，直接接收患者“想运动”的肌肉信号，进而产生电刺激作用于特定的脊髓神经，最终触发患者的运动行为。

 

为了实现这一效果，朱君明告诉“医学界”，今年3月8日的手术中，团队首先测试了金先生不同的脊髓神经，分别对应着哪些下肢肌肉行为。“脊髓有着错综复杂的神经集群，我们要确保行走所需的主要神经集群，必须全覆盖上。”

 

找到目标后，朱君明随即在金先生脊髓硬膜外，植入了一个带有16个触点的刺激电极，并在其腹部放入了火柴盒大小的无线充电控制器。

 

手术非常成功，奇迹也随之发生。

 

术后仅仅3天，金先生就恢复了弯腿、抬腿等动作的控制。半个月后，他能起身下床自主站立，并做出迈步动作。直到术后1个月，金先生的下肢功能进一步改善，在助行器的帮助下，他恢复了行走能力。

 

 

“目前金先生还在不断好转，借着助行器，他能上下坡、转弯，基本恢复了日常家庭活动功能，同时大小便失禁的症状也得到了显著改善。”朱君明告诉“医学界”，这超出了研究团队的预期。

 

“术前我们期望的是金先生能重新站起来，进行简单的近距离活动，却没想到他能恢复得这么好。用家属的话说，‘一天一个样，肉眼可见的进步’，太不可思议了。”朱君明说。

 

仍在进行患者招募

 

“为了这台手术，从概念验证、硬件技术攻关、动物实验一步步做起，我们已经筹划了多年。”朱君明对“医学界”表示，去年年底，研究团队正式通过临床伦理申请，启动了项目的志愿者招募及临床试验系统搭建等工作。

 

事实上，这已不是学界第一次尝试用植入式的脊髓电刺激，来治疗脊髓受损的瘫痪者。

 

在该领域，全球的领军人物莫过于瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的Grégoire Courtine教授。过去20多年间，Grégoire Courtine团队通过脑脊/接口、硬膜外电刺激两大技术路线，让不少脊髓受损患者恢复了一定的行动功能，相关成果6次登上顶刊《自然》。

 

脑脊接口是在患者的大脑和脊髓中分别植入一个电极，重建患者“神经-运动”连接。就在金先生手术前几天，今年3月4日，复旦大学附属中山医院团队宣布，全球首次利用微创脑脊接口技术，实现了完全截瘫患者恢复站立行走（详见医学界此前报道）。

 

浙大二院采用的全新闭环脊髓神经接口，则属于硬膜外电刺激技术。“术前经过康复治疗，金先生下肢能略微活动，因此我们可以直接用肌肉信号来刺激启动运动控制。”朱君明说。

 

相比传统硬膜外电刺激是采用恒定的刺激模式，在联合团队首创的“实时闭环调控”系统中，金先生每做出一次动作，腿部的肌力变化都能反馈至外部软件，进而实时调整脊髓电刺激的参数。

 

“我们开发了一套人工智能模型，算法能根据患者表现进行反馈，以实现对身体重心和运动平衡的最佳控制。”朱君明说，通过这种方式，瘫痪者不仅能恢复运动，还有望在匀速走、变速走、转弯、上下坡，以及多种不同类型的日常动作中实现自由切换。

 

值得一提的是，以“脊髓神经接口”为代表的神经调控技术，设计之初的主要目标，是代偿性地恢复患者运动功能。然而在金先生恢复的过程中，研究团队惊喜地发现，他还正在逐步实现“关机行走”。

 

 

“这可能是因为电刺激募集了更多的神经元细胞，促进受损神经环路的自我修复，使得金先生的脊髓神经功能表现出重塑迹象。”朱君明对“医学界”分析，“虽然目前关机后的行走还不太流畅，但我们希望随着时间推移，他能彻底脱离机器，回归日常生活。”

 

据了解，目前，这项由研究者发起的临床研究（IIT）仍在进行临床招募，拟招募10人。推进过程中，团队还将积累更多真实世界数据，迭代算法、不断升级脊髓神经接口系统，以期实现更好地性能控制。

 

“现阶段，我们希望先在中至重度脊髓损伤患者中取得更多突破，未来随着技术不断完善，还可能继续拓展适应人群，治疗更多病情更严重的患者。”朱君明说。

 

 

来源：医学界

校对：臧恒佳

编辑：张金金