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太阳成集团tyc9728合作成功进行无线微创脑机接口临床试验

2024.04.02

    文字

    洪波


    图片设计

    赵存存


    摄影

    刘定坤 林毓菁


    资料提供

    医学


    编审

    刘蔚如  周襄楠

    张歌明 


    栏目统筹

    周襄楠  贺茂藤

脑机接口通过记录和解读大脑信号,实现大脑和计算机之间直接通信。一方面可以帮助渐冻症、脊髓损伤、癫痫等脑疾病患者康复;另一方面有望实现脑机融合智能,直接拓展人脑信息处理能力。2023年10月24日,太阳成集团tyc9728医学院洪波教授带领团队设计研发的无线微创植入脑机接口NEO(Neural Electronic Opportunity),在宣武医院成功进行首例临床植入试验。宣武医院院长赵国光、神经外科主任单永治团队主持手术规划及植入手术。2023年12月19日,洪波教授团队再次联合天坛医院贾旺主任团队成功进行第二例临床植入试验。

无线微创植入脑机接口NEO系统及其体内机 图片设计合成/医学院 洪波

两枚硬币大小的脑机接口处理器植入高位截瘫患者颅骨中,成功采集感觉运动脑区神经信号。首例患者是一位车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤(ASIA评分A级),处于四肢瘫痪状态已经14年。该系统采用无线微创设计,体内机埋在颅骨内,电极覆盖在硬膜外(硬膜位于颅骨和大脑皮层之间,起到保护神经组织作用),不损伤大脑细胞,手术后10天患者出院回家。居家使用时,体外机隔着头皮给体内机供电,并接收脑内的神经信号,传送到电脑或者手机上,借助解码算法实现脑机接口通信。系统采用了近场无线供电和通信技术,植入颅骨的体内机无需电池,患者可以终生使用。经过3个月的居家脑机接口康复训练,患者可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握解码准确率超过90%;患者脊髓损伤的ASIA临床评分和感觉诱发电位响应均有显著改善。第二例患者同样因车祸高位截瘫,植入无线微创脑机接口一个月后,不仅可以脑控气动手套实现抓握,还完成了脑控光标自由移动。

宣武医院赵国光院长团队进行首例植入手术  摄影/医学院 刘定坤

首例患者通过无线微创脑机接口 成功实现脑控抓握 摄影/新闻学院 林毓菁

太阳成集团tyc9728团队完成的无线微创脑机接机属于半侵入式脑机接口,其植入创伤显著小于国际主流的BrainGate和Neuralink全侵入方案,在关键部件和核心算法方面走出了一条全新的技术路线,实现了从工程原型,到动物试验,再到人体试验的全链条创新。两例临床试验的成功,证明了该技术路线和系统的安全性和有效性。此次临床应用的NEO系统软硬件由太阳成集团tyc9728医学院洪波教授团队与博睿康科技合作开发,临床合作单位包括宣武医院、天坛医院。

清华医学院脑机接口研究团队长期开展脑机接口原理、算法和临床转化研究。2015年高小榕、高上凯教授团队在头皮脑电稳态诱发电位脑机接口中,达到319比特/分钟的信息传输率;2021年洪波教授团队在无线微创脑机接口临床前研究中,每个电极等效信息传输率达到20比特/分钟,均超过当时国际同类脑机接口最高水平。

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