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科技助残创新案例 | 复旦大学加福民团队:微创脑脊接口技术

【发布时间:2025-04-16 11:31:16】 【来自:华夏社】 【浏览:
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       3月29日由中国残联主办、北京市残联承办的2025中关村论坛年会科技助残平行论坛在北京举行论坛发布了15个2025科技助残创新案例。今天让我们一起来看看复旦大学加福民团队的“微创脑脊接口技术”。

复旦大学加福民团队

       技术名称:微创脑脊接口技术

       技术内容:在大脑和脊髓间搭建一条“神经桥”,采集、解码脑电信号,给特定神经根进行时空电刺激,完成4例临床概念验证手术,让脊髓损伤患者恢复行走功能。

延伸阅读

       只需在脑部和脊髓植入电极芯片,在大脑与脊髓间搭建一条“神经桥”,瘫痪患者便可以重新自主控制肌肉恢复下肢站立及行走功能
       3 月 3 日晚上 8 点复旦大学附属华山医院完成了一场改变患者命运的手术。这是全球首批第 4 例通过脑脊接口让瘫痪者重新行走的临床概念验证手术创造这个奇迹的就是复旦大学类脑智能科学与技术研究院加福民老师的团队

加福民团队

 

01

瘫痪患者的 “希望之光”

       脊髓损伤导致的瘫痪在医学界一直被视为“不治之症”据统计,中国现存脊髓损伤患者374万,每年新增脊髓损伤患者约9万人。
       行走,本是再简单不过的事,对于千万瘫痪病人而言却几乎是遥不可及的梦。
       加福民团队全球首创的“三合一”脑脊接口技术给全球2000万脊髓损伤者带来了重新行走的曙光。

患者小林术后第一次随访

 

02

这项技术到底有多牛?

       仅需4小时同步植入电极,术后24小时,在人工智能等技术的辅助之下,患者即可恢复腿部运动。
       今年1月-2月,科研团队已联合复旦大学附属中山医院成功完成全球首批3例临床概念验证手术。
       术后,严重脊髓损伤患者在两周内实现自主控腿、迈步行走,标志着脊髓损伤治疗迈入“神经功能重建”新阶段

加福民团队、中山医院联合团队与患者小林合影。(图源:复旦大学)

 

03

“术后24小时病人腿就抬起来了”

       瘫痪并辗转求医两年后,34岁的小林报名了加福民团队临床概念验证手术的志愿者,于今年1月8日接受脑脊手术。
       术后24小时内他的左右腿便都能抬起来
       接下来的身体变化更是快到以“天”计算:
       第3天实现脑控状态下的双下肢自主运动;
       第10天可自主控制双侧下肢跨步;
       第14天悬吊下独立使用站立架,行走可超过5米。
       “放在以前,这事我想都不敢想。”曾被判定“永远站不起来”的小林说。

患者小林在联合团队指导下开展康复训练。(图源:复旦大学)

       第一次看到小林站立的画面,参与手术的临床医生用“震撼”形容。

       对于脊髓损伤患者,远端肢体受到的影响最为严重,患者脚背翘起说明其踝关节活动正常,印证了脑脊接口使患者的神经通路得到重建

       其余三位受试者在术后第一天都可以自主抬左右腿,截瘫患者们的治疗效果符合甚至超出了团队的预期。
       “2家医院、4例手术的完成证明脑脊接口技术可复制可推广这不仅是技术的胜利更是瘫痪患者重获新生的开始。”加福民介绍道。

第二例受试者

第三例受试者

 

04

微创+三合一轻量级AI算法+仿真模型神奇的“神经桥”这样建成!

       “让截瘫患者重新行走,是我最大的梦想。”加福民表示。
然而,放眼全球,可参考的经验几乎为0。开颅手术创面大、伤口易感染、手术周期长是让各国团队对相关技术望而却步的原因。

       面对这些问题,加福民团队创新性采取“三合一”微创手术的方法将多台设备集合为一台脑部植入式微型设备,仅需植入2个直径1毫米左右的电极芯片到运动脑区,脑部、脊髓的手术也可以在4小时左右一次完成。
       这样一来,不止手术创伤小了,效率也大大提高了。

加福民与中山医院联合团队研讨。(图源:复旦大学)


       要让瘫痪患者的大脑和肢体重新“对话”,实时、准确解读大脑的运动意图是关键。“如果患者想抬腿,但算法没有解码出来,或者只是晚了几秒,患者可能就会摔跤。”为此,团队设计了一套轻量级AI算法模型花了将近3年时间在算法层面实现了突破。

加福民与团队学生讨论算法优化相关问题。(图源:复旦大学)

       此外,他们还搭建了电刺激参数-神经激活-肌肉骨骼运动仿真计算平台这就好比是一个虚拟的 “人体实验室”,利用仿真人计算参数达到精准刺激脊髓特定神经根的效果。“这也是为什么患者在手术当天就能实现抬腿。如果没有仿真计算得到的刺激参数,一个月可能也难以达到这种效果。”加福民表示。

团队构建算法平台


05

最新消息:相关硬件产品有望年底进入临床

       据科研团队介绍,这项技术的相关硬件产品,有望于年底进入临床。
       更令人兴奋的消息是患者小林在术后不到2周就表现出神经重塑效果,在没有外部刺激的情况下也能自主控制瘫痪部位的肌肉。一个大胆的假设也随之浮现——“如果通过植入脑脊接口,加上三五年的康复训练,患者的神经重新连接、得到重塑,最终我们可能会让患者摆脱设备而不是终身依赖它。”加福民认为:“舍筏登岸,这才是最好的脑脊接口技术。”下一步,团队将持续优化、迭代该技术,以期让更多脊椎损伤患者重获行走能力对这项技术的未来网友们也充满期待

祝贺加福民团队

感谢科学家的不懈努力

期待这项技术能早日造福更多人!

来源:中国残疾人联合会