上海2025年11月5日 /美通社/ -- 在2025年中國國際進口博覽會(以下簡稱"進博會")上,西門子醫(yī)療在全球首次展出其覆蓋術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中導航和術(shù)后評估全流程的腦機接口解決方案。該方案融合多款全球前沿影像診斷與治療設(shè)備,為手術(shù)全程提供精準影像技術(shù)與導航支持,從而推動腦機接口從科研突破邁向臨床應用。
通過在大腦與外部設(shè)備間建立全新的"神經(jīng)通路",腦機接口技術(shù)為眾多傳統(tǒng)醫(yī)學手段已宣告無效的患者開辟了革命性的治療范式——讓癱瘓者重新站立行走,讓帕金森病患者改善震顫,讓失明者重獲光感。腦機接口技術(shù)的關(guān)鍵在于將上千根電極精準置入大腦功能區(qū),而這一區(qū)域作為人類一切生理與認知能力的物質(zhì)基礎(chǔ),脆弱而不可再生。植入手術(shù)過程中的任何微小偏差,都可能導致患者語言、運動或認知功能的永久性損傷。因此,腦機接口對影像定位精度與手術(shù)規(guī)劃質(zhì)量提出極高要求,醫(yī)學影像技術(shù)不僅是腦機接口的基礎(chǔ)支撐,更是其發(fā)展的核心引擎。
今年進博會上,西門子醫(yī)療推出腦機接口解決方案,并同步展出該方案中的數(shù)款核心影像設(shè)備——雙子星超高梯度場磁共振MAGNETOM Cima.X、雙源光子計數(shù)CT NAEOTOM Alpha和極速能譜血管造影系統(tǒng)ARTIS icono ceiling Xpand。這些設(shè)備為腦機接口構(gòu)建了"介觀"層級的影像平臺,為腦機接口手術(shù)全流程提供了全面技術(shù)基礎(chǔ)。前兩款設(shè)備曾成功應用于Neuralink公司 "視覺恢復"與"意念控制"的臨床實驗,助力侵入式腦機接口手術(shù)從"盲插"走向"可見、可規(guī)劃、可控制",獲得了Neuralink科研團隊的高度贊揚。而ARTIS icono ceiling Xpand則將介入式腦機接口電極植入的精準性與安全性進一步提升。
術(shù)前規(guī)劃:全方位精準規(guī)劃,奠定手術(shù)基礎(chǔ)
腦機接口手術(shù)成功的關(guān)鍵在于精確定位植入靶點、規(guī)避重要組織結(jié)構(gòu)并明確連接目標區(qū)域。為此,醫(yī)生必須在術(shù)前對腦部的結(jié)構(gòu)、血管分布、血流狀況、腦區(qū)功能等進行全面且精準的評估。然而,傳統(tǒng)影像靶點定位存在諸多弊端,如:精準度不足、圖像分辨率低、掃描速度慢,這些問題導致電極植入精度不夠、難以建立個性化大腦功能地圖、還可能引發(fā)手術(shù)區(qū)域微血管損傷出血,進而影響手術(shù)效果。
脊髓神經(jīng)根作為連接中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)的關(guān)鍵接口,其清晰成像是實現(xiàn)精準手術(shù)的重要前提。高分辨脊髓神經(jīng)根成像如同精密導航地圖,幫助醫(yī)生確保手術(shù)靶點定位精準、避免無效刺激或造成永久性神經(jīng)損傷。西門子醫(yī)療超高梯度場磁共振MAGNETOM Cima.X在此方面表現(xiàn)卓越,其脊髓神經(jīng)根顯示分辨率高達0.4mm,是傳統(tǒng)磁共振的5倍,可清晰顯示脊髓與神經(jīng)根的微觀解剖結(jié)構(gòu),為醫(yī)生實現(xiàn)精準腦脊接口治療提供堅實技術(shù)支撐。而腦皮層功能區(qū)的大小和位置存在著個體差異,其清晰顯示意味著醫(yī)生能夠精確定位負責特定功能的微小神經(jīng)群落。這是實現(xiàn)"意念"控制、最大程度保留正常功能并規(guī)避手術(shù)風險的前提。MAGNETOM Cima.X憑借100微米超高分辨率成像,能清晰定位并顯示大腦皮層功能區(qū),較傳統(tǒng)磁共振提高1倍,為電極靶點精準植入奠定基礎(chǔ)。此外,大腦功能網(wǎng)絡活動具有持續(xù)動態(tài)演變特征,而傳統(tǒng)磁共振的腦功能成像技術(shù)僅能呈現(xiàn)靜態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),MAGNETOM Cima.X突破這一局限,實現(xiàn)個體化"腦連接圖譜"繪制。MAGNETOM Cima.X所配備的64通道神經(jīng)數(shù)據(jù)線圈和同時多層采集技術(shù)(SMS),將時間分辨率提升至最高300微秒,使醫(yī)生能夠?qū)崟r觀測大腦功能網(wǎng)絡動態(tài)變化,精準解碼大腦意圖,從而提升腦機接口的解碼精度與人機交互效能。
光子計數(shù)CT NAEOTOM Alpha則以110微米超高空間分辨率實現(xiàn)顱骨與腦血管的精細三維重建,提供全息數(shù)字腦動靜脈成像與血流評估功能,幫助醫(yī)生在術(shù)前全面掌握植入路徑上的關(guān)鍵血管和功能區(qū)分布,有效規(guī)避患者術(shù)中出血風險。兩款尖端設(shè)備協(xié)同構(gòu)建了"微米級顱骨-血管-腦功能"一站式成像閉環(huán)。
術(shù)中導航:多模態(tài)影像融合,引導精準植入
腦部是神經(jīng)與血管交織的精密禁區(qū),結(jié)構(gòu)復雜且極為脆弱。腦機接口電極植入手術(shù),如同在雷區(qū)中穿行,毫厘之差,便可能損傷關(guān)鍵血管導致出血,或誤傷功能區(qū)神經(jīng)通路,造成不可逆的損傷。術(shù)中影像導航為此提供了不可或缺的"高清地圖",它能實時引導電極以亞毫米級精度安全抵達目標靶點,是確保安全與成功的核心保障。
西門子醫(yī)療多模態(tài)影像融合解決方案,通過整合磁共振MAGNETOM Cima.X、雙源光子計數(shù)CT NAEOTOM Alpha以及極速能譜血管造影系統(tǒng)ARTIS icono ceiling Xpand,構(gòu)建出涵蓋腦功能區(qū)、血管路徑及骨性結(jié)構(gòu)的個體化三維解剖圖譜。相較于僅能提供功能信號的腦電圖,該方案為精準手術(shù)導航提供全面的影像支持,并即時評估效果,將電極植入從依賴經(jīng)驗的"盲操作"轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳手踩肽繕四X功能區(qū)。其中,ARTIS icono ceiling Xpand憑借創(chuàng)新性的能譜成像技術(shù),針對腦機接口電極材質(zhì)進行特異性成像,大幅提升定位精準度并降低70%輻射劑量,與光子計數(shù)CT完美融合,為精準植入提供關(guān)鍵路徑導航,保障手術(shù)成功率。
術(shù)后評估:長期評估監(jiān)測,保障使用安全
腦機接口術(shù)后需建立系統(tǒng)化的長期評估與監(jiān)測體系,以保障植入電極的長期穩(wěn)定運行與患者安全。醫(yī)生需要持續(xù)關(guān)注腦電極位置穩(wěn)定性、腦血流動力學變化和神經(jīng)細胞重塑情況,這些因素都直接關(guān)系到信號質(zhì)量與治療的長期有效性。
與常規(guī)CT只能觀察術(shù)后腦部出血情況相比,NAEOTOM Alpha實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。它憑借110微米超高空間分辨率,能有效杜絕偽影干擾。這不僅使其能清晰呈現(xiàn)電極與腦功能區(qū)的相對位置、敏銳捕捉毫米級位移,更能精準識別植入物周邊組織免疫反應,從而有效預防信號衰減,為患者長期安全使用提供保障。
關(guān)于西門子醫(yī)療
創(chuàng)新境,為每一個生命。西門子醫(yī)療是全球領(lǐng)先的醫(yī)療科技公司,提供醫(yī)療設(shè)備、解決方案和服務,業(yè)務遍及180多個國家和地區(qū),并在70多個國家和地區(qū)直接開展業(yè)務。西門子醫(yī)療由西門子醫(yī)療股份公司(法蘭克福證券交易所代碼:SHL)及其子公司組成。西門子醫(yī)療致力于提升優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源可及性,同時攻克威脅人類健康的致命疾病。西門子醫(yī)療的業(yè)務覆蓋醫(yī)學影像、體外診斷、癌癥診療和微創(chuàng)治療等領(lǐng)域,并通過數(shù)字技術(shù)和人工智能強化其各個業(yè)務的實力。截至2024財年(2024年9月30日),西門子醫(yī)療在全球擁有約72,000 名員工,營收約為224億歐元。
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