近日，中国科学院空天信息创新研究院传感器技术全国重点实验室与哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科联合，成功完成“基于植入式微电极阵列的脑深部肿瘤边界精准定位”临床试验。这是全球范围内首次将脑机接口应用于脑深部肿瘤术中边界精准定位的尝试，标志着我国自主研发的植入式临床脑机接口技术取得关键突破。该技术为神经外科提供实时、高精度的“病灶导航”，有望在精准切除肿瘤的同时最大程度保护健康脑组织，提升患者术后神经功能保留率和生活质量，具有重要临床推广价值。
脑肿瘤边界精准识别是临床亟待突破的难题。神经胶质瘤、脑转移瘤等脑肿瘤因浸润性生长，与正常脑组织边界模糊，精准定位对手术切除、放疗规划和预后评估至关重要。哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科主任史怀璋介绍，现有技术存在局限：术前MRI、CT虽能大致定位，但无法反映术中脑组织移位，误差达5 - 20毫米，后期更明显；术中超声、黄荧光导航难实时区分功能区与肿瘤组织；皮层脑电图（ECoG）虽分辨率达毫米级，却属场电位信号，无法实现单细胞水平识别，且存在滞后性。因此，实时、精准的术中识别技术一直是医学界迫切需求。
此次临床试验采用中科院空天院自主研发的NeuroDepth临床微电极和AIRCAS - 128神经信号检测仪。前者基于MEMS工艺与纳米功能材料技术，是高时空分辨、多位点神经探针，长9.5厘米、厚≤0.2毫米（约1根头发直径），宽度可定制，空间分辨率15微米，兼具高韧性与生物安全性，能在全脑任意区域实现单细胞水平电活动原位动态微损伤检测，通过实时信号识别高精度定位肿瘤边界。后者作为“信号解码器”，同步采集分析海量神经信号，将原始信号转化为精准“导航”数据，为术中边界判断提供实时支持。
副研究员王蜜霞指出，NeuroDepth微电极的三大优势：一是探测范围广，突破传统电极仅测脑表面和浅层的局限，可覆盖全脑区域；二是定位精度高，15微米分辨率能识别单个神经细胞活动，为边界判断提供“微观尺度”依据；三是信息维度全，除神经电信号外，还能同步检测多巴胺、谷氨酸等神经递质，为区分肿瘤与正常组织提供更全面依据。这些性能支撑精准识别边界，助力保护运动、语言、认知等功能区，同时完整切除恶性肿瘤。
临床试验中，一名因脑肿瘤压迫出现语言混乱的胶质瘤患者接受治疗。医务人员结合影像数据，通过NeuroDepth实时反馈的单细胞信号精准定位肿瘤边界，在保护功能区的同时实现完整切除。术后患者语言表达清晰，生活质量提升，且无新神经功能损伤，为后续康复奠定基础。
NeuroDepth微电极解决了术中动态识别难题，有望重塑神经外科手术范式，为脑机接口医工融合与临床转化提供示范。中科院空天院自2007年起已研制多种脑机接口神经微电极阵列及仪器，国际首次实现活体神经细胞原位双模同步、高通道高时空分辨检测，为此次试验奠定技术基础。
院士吴一戎表示，空天信息技术与微系统、医工交叉融合潜力巨大，高性能传感器、智能感知等技术协同推动脑机接口等前沿技术临床落地。此次试验成功是脑机接口技术临床转化关键一步，为保障人民健康、提升国家科技竞争力提供支撑。未来团队将拓展应用，推进高精度脑机接口视听觉功能重建，帮助失明、失聪患者恢复感知；探索血管介入脑机接口在卒中康复、脑积水治疗等领域的应用，助力偏瘫患者运动功能恢复。
来源：央视新闻客户端
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