●記者 覃霞
對(duì)于我國(guó)370多萬(wàn)脊髓損傷患者來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)成果的意義是巨大的。
在手術(shù)中植入人工脊髓系統(tǒng)，通過(guò)智能優(yōu)化調(diào)控與針對(duì)性康復(fù)訓(xùn)練，近日，一名車(chē)禍截癱患者，成功實(shí)現(xiàn)一步一步向前行走。
該成果由清華大學(xué)神經(jīng)調(diào)控國(guó)家工程研究中心、昌平實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院共同完成。在團(tuán)隊(duì)的聯(lián)合攻關(guān)下，人工脊髓系統(tǒng)在患者體內(nèi)發(fā)揮神奇功效，實(shí)現(xiàn)了和患者的運(yùn)動(dòng)協(xié)同。從下肢無(wú)法運(yùn)動(dòng)到逐步恢復(fù)自主運(yùn)動(dòng)功能，再到實(shí)現(xiàn)自主站立、手持助行架自主行走，科幻電影中的場(chǎng)景就這樣走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。
脊髓神經(jīng)調(diào)控幫助截癱患者重拾行走
脊髓損傷被稱(chēng)為不可逆轉(zhuǎn)的“世界性難題”。該疾病部分或全部阻斷大腦與外周神經(jīng)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，嚴(yán)重影響下行控制信號(hào)及上行感覺(jué)信號(hào)的編碼和傳輸，導(dǎo)致?lián)p傷平面以下身體區(qū)域的運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能減退甚至完全喪失。幾乎所有脊髓損傷患者都伴隨著不可逆的四肢或雙下肢截癱，導(dǎo)致無(wú)法正常生活和從事體力勞動(dòng)。同時(shí)，住院治療及后續(xù)的康復(fù)費(fèi)用高達(dá)數(shù)百萬(wàn)元，為患者家庭和社會(huì)都帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。
團(tuán)隊(duì)帶頭人、神經(jīng)調(diào)控國(guó)家工程研究中心主任李路明介紹，人工脊髓項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于腦起搏器的研究經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)準(zhǔn)備，在國(guó)家工程研究中心和昌平國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的支持下，于2021年正式開(kāi)展脊髓損傷患者的臨床試驗(yàn)，招募了第一位運(yùn)動(dòng)完全性脊髓損傷的下肢截癱患者入組。通過(guò)在患者脊髓硬膜外植入高密度刺激電極陣列，并對(duì)脊髓區(qū)域與下肢和軀干運(yùn)動(dòng)相關(guān)的神經(jīng)進(jìn)行基于空間-時(shí)間編碼的節(jié)律性序列刺激，重新構(gòu)建運(yùn)動(dòng)指令，幫助患者恢復(fù)了對(duì)其下肢肌肉的部分控制，重建了患者的行走步態(tài)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的康復(fù)訓(xùn)練，患者逐漸恢復(fù)自主站立與行走等運(yùn)動(dòng)功能。
近年來(lái)脊神經(jīng)調(diào)控治療脊髓損傷導(dǎo)致的截癱成為學(xué)術(shù)界的一個(gè)熱點(diǎn)，是工程科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)融合結(jié)合解決臨床挑戰(zhàn)的一個(gè)標(biāo)桿。
該名患者在清華長(zhǎng)庚醫(yī)院神經(jīng)外科完成手術(shù)植入，后在康復(fù)醫(yī)學(xué)科進(jìn)行了康復(fù)訓(xùn)練。“就像電纜斷裂后無(wú)法繼續(xù)通信，脊髓損傷患者的神經(jīng)信號(hào)無(wú)法在大腦和外周神經(jīng)之間正常傳遞。植入人工脊髓系統(tǒng)后，通過(guò)電刺激將患者發(fā)出的運(yùn)動(dòng)信號(hào)傳遞到損傷部位，發(fā)揮神經(jīng)固有的環(huán)路功能，作用于患者本身并支撐他完成運(yùn)動(dòng)指令，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的重建?！鼻迦A長(zhǎng)庚醫(yī)院神經(jīng)外科主任王貴懷表示。
“團(tuán)隊(duì)在確認(rèn)患者進(jìn)入康復(fù)平臺(tái)期后進(jìn)行了人工脊髓系統(tǒng)的植入，后續(xù)的脊髓神經(jīng)調(diào)控和康復(fù)幫助患者重新建立了對(duì)損傷平面以下肌肉的適應(yīng)性控制?；颊呦仁腔謴?fù)了簡(jiǎn)單的自主運(yùn)動(dòng)功能，之后在減重設(shè)備的輔助下實(shí)現(xiàn)自主站立和行走，現(xiàn)如今可以擺脫減重設(shè)備實(shí)現(xiàn)自主站立和手持助行架的自主行走?！鼻迦A長(zhǎng)庚醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科主任潘鈺介紹道。
患者自主行走步態(tài)分析
團(tuán)隊(duì)成員、清華大學(xué)航天航空學(xué)院眭亞楠副教授介紹，人工脊髓系統(tǒng)讓喪失肢體運(yùn)動(dòng)能力的脊髓損傷患者恢復(fù)了對(duì)損傷平面以下肌肉的自主控制。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的智能調(diào)控技術(shù)，可以根據(jù)患者的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)優(yōu)化調(diào)控策略，并實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整和多種運(yùn)動(dòng)模式的自由切換，適應(yīng)患者需求，幫助患者進(jìn)行簡(jiǎn)單的日?；顒?dòng)。經(jīng)過(guò)優(yōu)化調(diào)控和康復(fù)訓(xùn)練，患者的恢復(fù)效果得到大幅提升。
服務(wù)健康中國(guó)戰(zhàn)略，提升國(guó)民健康水平，人工脊髓技術(shù)這一創(chuàng)新療法正在為脊髓損傷患者的康復(fù)開(kāi)辟一條新路。“這一工作在全球都處于探索階段，是一項(xiàng)挑戰(zhàn)巨大、交叉性很強(qiáng)的研究，多學(xué)科研究人員需要與患者通力配合，克服各種困難，推動(dòng)臨床應(yīng)用。讓人欣慰的是，在這個(gè)過(guò)程中見(jiàn)證了患者運(yùn)動(dòng)功能的一步步改善，同時(shí)也鍛煉了隊(duì)伍，特別是博士生解決問(wèn)題的能力得到了提升，神經(jīng)外科陸洋醫(yī)生，實(shí)驗(yàn)室博士生張熹、李洪達(dá)都付出了很大努力。”李路明表示。
第一例人工脊髓受試者在清華園
清華大學(xué)111周年校慶期間，這位人工脊髓受試者來(lái)到清華園，通過(guò)自主行走展示了他的康復(fù)治療效果。團(tuán)隊(duì)多年來(lái)磨砥刻厲、潛精研思的成果，能夠?yàn)楦嘈枰娜藥?lái)幫助，李路明說(shuō)，“這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一件非常幸運(yùn)的事情”。
（清華新聞網(wǎng)5月31日電）
編輯：覃霞 李華山
審核：呂婷
