【微醫(yī)訊】清醒開(kāi)顱+腦機(jī)接口技術(shù)守護(hù)人腦語(yǔ)言中樞

近日，解放軍總醫(yī)院神經(jīng)外科醫(yī)學(xué)部張劍寧團(tuán)隊(duì)為一名左額葉復(fù)發(fā)腦腫瘤合并癲癇患者實(shí)施高難度術(shù)中喚醒手術(shù)。手術(shù)創(chuàng)新性引入256通道柔性皮層電極腦機(jī)接口技術(shù)，在精準(zhǔn)完整切除腫瘤的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)患者語(yǔ)言功能“零損傷”，術(shù)后一周患者癲癇未再發(fā)作，順利出院。

難題攻堅(jiān)：腫瘤緊鄰功能區(qū)，手術(shù)面臨“兩難”

此次接受手術(shù)的患者，因左額葉腫瘤復(fù)發(fā)引發(fā)癲癇，需再次進(jìn)行手術(shù)治療。然而，腫瘤位置特殊，緊鄰大腦語(yǔ)言功能區(qū)——這一區(qū)域一旦在手術(shù)中受損，將導(dǎo)致患者出現(xiàn)失語(yǔ)等嚴(yán)重后遺癥，傳統(tǒng)手術(shù)方式面臨“切除腫瘤可能損傷功能，保護(hù)功能或殘留腫瘤”的兩難困境。

為破解這一難題，張劍寧團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)研討，制定“術(shù)中喚醒+腦機(jī)接口實(shí)時(shí)解碼”聯(lián)合手術(shù)方案，通過(guò)兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同，為精準(zhǔn)手術(shù)保駕護(hù)航。

1. 術(shù)中喚醒：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)語(yǔ)言功能

在麻醉手術(shù)中心的支持下，團(tuán)隊(duì)在切除腫瘤的關(guān)鍵階段喚醒患者，通過(guò)讓患者對(duì)話、識(shí)別圖片、數(shù)數(shù)等互動(dòng)方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其語(yǔ)言功能狀態(tài)，確保手術(shù)操作始終避開(kāi)語(yǔ)言功能核心區(qū)域，從臨床層面為功能保護(hù)提供直接依據(jù)。

2. 腦機(jī)接口：漢語(yǔ)語(yǔ)義實(shí)時(shí)解碼

更具突破性的是，團(tuán)隊(duì)引入256通道柔性皮層電極腦機(jī)接口技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)高密度柔性電極陣列精準(zhǔn)采集患者大腦皮層電信號(hào)，結(jié)合人工智能算法，可實(shí)時(shí)解碼漢語(yǔ)語(yǔ)義。“當(dāng)患者說(shuō)出‘吃飯’‘高興’等詞匯時(shí)，系統(tǒng)能同步解析對(duì)應(yīng)的腦電活動(dòng)，幫助我們更精準(zhǔn)定位語(yǔ)言相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于給手術(shù)裝上‘精準(zhǔn)導(dǎo)航’。”張劍寧主任解釋道。

▲張劍寧主任在喚醒開(kāi)顱手術(shù)中精準(zhǔn)切除腫瘤

▲喚醒開(kāi)顱手術(shù)中使用的高密度柔性薄膜電極

此次手術(shù)使用的腦機(jī)接口采集-解碼系統(tǒng)，核心突破在于實(shí)現(xiàn)漢語(yǔ)語(yǔ)義的快速解析。“漢語(yǔ)的聲調(diào)和語(yǔ)法復(fù)雜度遠(yuǎn)高于拼音語(yǔ)言，此前國(guó)際同類(lèi)技術(shù)多基于拼音語(yǔ)言研發(fā)。我們的模型填補(bǔ)了為腦科學(xué)研究提供了全新數(shù)據(jù)支撐。”手術(shù)助手惠瑞副主任醫(yī)師補(bǔ)充道。

▲喚醒開(kāi)顱手術(shù)中實(shí)時(shí)采集腦電信號(hào)

▲利用腦電信號(hào)進(jìn)行術(shù)中漢語(yǔ)語(yǔ)義的快速解碼

術(shù)后檢查結(jié)果顯示，患者M(jìn)RI影像明確腫瘤已全切，且大腦語(yǔ)言功能區(qū)完好無(wú)損。患者術(shù)后言語(yǔ)表達(dá)流暢，與術(shù)前狀態(tài)無(wú)異。同時(shí)，術(shù)后一周內(nèi)患者癲癇未再發(fā)作，恢復(fù)情況遠(yuǎn)超預(yù)期，順利達(dá)到出院標(biāo)準(zhǔn)。

此次手術(shù)的成功，不僅為該患者帶來(lái)康復(fù)希望，更構(gòu)建了復(fù)雜腦部手術(shù)“功能保護(hù)”新范式。未來(lái)，該腦機(jī)接口技術(shù)有望進(jìn)一步拓展應(yīng)用場(chǎng)景，為顱腦戰(zhàn)創(chuàng)傷、腦卒中患者的語(yǔ)言功能重建提供新的治療路徑，推動(dòng)腦科學(xué)技術(shù)更好地服務(wù)臨床、造福患者。

主管|解放軍總醫(yī)院政治工作部

主辦|宣傳處融媒體中心

來(lái)源 | 第一醫(yī)學(xué)中心

撰文 | 張艷陽(yáng)

攝影 | 李彥騰 劉美靜

刊期 |第2933期

總編：熊　剛

主編：張　奎

編審：張　密　李笑一

編輯：劉超英

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