突破“生命禁区”!暨南大学附属第一医院神经肿瘤外科成功唤醒延髓损伤昏迷患者

在神经医学领域,延髓被称作“生命中枢”,掌管呼吸、血压、吞咽等维持生命的核心功能,一旦严重受损,患者极易陷入深度昏迷、生命垂危,长期以来被视为难以突破的“生命禁区”。

近日,暨南大学附属第一医院神经外科戴学军教授团队传来重磅喜讯:团队运用脊髓电刺激(SCS)手术及前沿脑机接口(BCI)促醒技术,成功唤醒一名因延髓损伤深度昏迷超1个月的40岁女性患者,帮助其恢复自主呼吸、稳定血压并脱离最小意识状态,创下危重昏迷促醒领域的重要临床突破。

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生命禁区的挑战

患者为40岁女性,患者入院5周前突发椎动脉破裂出血,导致延髓严重损伤。入院时病情已极度危重:无自主呼吸、依赖呼吸机通气、血压需升压药维持、深度昏迷持续超30天,昏迷恢复量表(CRS-R)评分仅9分,处于微小意识状态(MCS-),常规治疗几乎束手无策。

面对这一极高难度病例,戴学军主任带领团队开展多学科会诊,结合动态CRS-R行为评估、神经影像、定量脑电图、体感诱发电位等多模态精准评估,制定了脊髓电刺激手术联合脑机接口技术的个体化综合促醒方案,为患者打开“苏醒之门”。

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体感诱发电位检测

SCS手术:打开意识恢复之门

脊髓电刺激(Spinal Cord Stimulation, SCS)是一种有创神经调控技术,通过在脑干脊髓中枢调控区域植入电极,发放电脉冲刺激脊髓神经,进而激活上行网状激活系统(ARAS),改善丘脑-皮层环路功能,最终达到促醒的目的。

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手术团队精准地将电极植入患者脑干脊髓中枢调控区域,术后效果令人振奋:

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SCS手术后,患者的生命体征逐渐稳定,意识水平开始出现改善迹象。然而,医疗团队深知,要真正实现意识的全面恢复,还需要更加精准和主动的康复训练手段。

脑机接口技术:精准促醒的新篇章

在SCS手术取得初步成效的基础上,医疗团队引入了基于定量脑电图评估的脑机接口(Brain-Computer Interface, BCI)促醒训练系统。这是目前国际前沿的意识障碍康复技术,通过实时监测患者脑电信号,实现大脑与外部设备的直接交互,形成神经反馈闭环,主动促进脑功能重塑。

1. 定量脑电图评估:精准诊断的基石

脑机接口训练前,团队首先对患者进行了全面的定量脑电图(qEEG)评估。定量脑电图分析采用多项国际认可的脑电生物标志,评估结果提示患者虽意识微弱,但仍具备一定的意识恢复潜力,为治疗提供科学依据。

2. 虚拟现实训练:沉浸式神经反馈

术后第3周,患者开始接受脑机接口虚拟现实(BCI-VR)训练。该系统基于运动想象(Motor Imagery, MI)范式,利用感觉运动节律(SMR),如μ节律(8-13Hz)和β节律(14-30Hz),通过运动想象诱发事件相关去同步化(ERD)或同步化(ERS),识别患者的运动意图,并将其转化为虚拟现实场景中的动作反馈。

训练过程中,患者佩戴脑电帽,观看虚拟的上下肢运动场景。当患者想象自己进行相应动作时,脑机接口系统实时解码其脑电信号,驱动虚拟场景中的肢体运动,同时给予视觉、听觉和触觉的多模态反馈。这种“意念控制”的交互方式,形成从中枢到外周、再从外周反馈到中枢的闭环主动康复训练,有效激活大脑的奖赏回路和神经可塑性。

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3. 机械臂训练:脑-肢功能重建

在虚拟现实训练的基础上,团队进一步引入了脑机接口控制的机械臂训练系统。该系统将患者的大脑运动意图直接转化为机械臂的运动指令,实现“脑控肢体”的功能重建。

机械臂训练采用外骨骼机器人技术,通过脑机接口系统解码患者的运动想象信号,驱动机械臂完成相应动作。患者在进行运动想象时,能够实时观察到机械臂跟随自己的意念运动,获得本体感觉反馈,强化中枢-外周-中枢的神经通路重组。

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4. 经颅刺激:神经可塑性窗口的开启

为进一步增强脑机接口训练的效果,团队在BCI-VR训练的同时,同步实施了重复经颅磁刺激(rTMS)。rTMS通过电磁感应产生感应电流,调节皮层神经元兴奋性。高频rTMS(>1Hz)可增强皮层兴奋性,低频rTMS(<1Hz)则抑制皮层兴奋性,通过精准调控创造神经可塑性窗口。

刺激方案采用高频rTMS刺激左侧背外侧前额叶皮层(DLPFC)。rTMS预处理后再进行BCI-VR训练,可显著增强皮层兴奋性,提高脑机接口的解码准确性和训练效果。

经过系统的脑机接口促醒训练,患者的意识状态得到显著改善。术后2个月的复查结果令人振奋:患者的脑电背景节律显著改善,皮层兴奋性和信息整合能力大幅提升,达到脱离最小意识状标准,已经能重复执行指令、分辨熟悉人脸和功能性交流(如通过点头回答问题)。

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从SCS手术到脑机接口促醒训练,从生命体征的维持到意识的全面恢复,本例患者的治疗历程,是现代医学技术创造奇迹的生动写照。这不仅是一次成功的个案治疗,更是脑机接口技术在临床转化应用中的重要里程碑。

暨南大学附属第一医院神经外科团队将继续深耕脑机接口技术在意识障碍领域的应用,不断探索更加精准、高效的促醒治疗方案,为更多昏迷患者带来苏醒的希望。我们相信,在医学科技的不断进步下,“生命禁区”终将不再是不可逾越的障碍。

专家介绍

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戴学军,神经肿瘤外科主任,主任医师,教授,博硕士研究生导师,医学博士,博士后。

学术任职: 教育部学位评审专家、国家神经疾病医学中心脑胶质瘤MDT专科联盟华南联盟理事、中国医师学会神经外科分会脊柱脊髓专业委员会委员、世界华人神经外科协会脊柱脊髓专业委员会常委、中国人体健康科技促进会神经脊柱和疼痛专委会常委、中国非公立医疗机构协会脊柱脊髓专业委员会常委、广东省医学教育协会理事、广东省医学教育协会神经肿瘤专委会主任委员、广东省医学会神经外科学分会创伤重症学组副组长、广东省医院协会神经外科专委会委员、广东省医师协会神经修复专委会委员、广东省医学会脑机接口与脑科学专委会委员。

主持国家及省部级基金课题8项,第一或通讯作者发表SCI论文12篇,国内核心期刊论文30余篇,主编专著1部,参编专著5部,发明专利4项。

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