神經(jīng)外科手術(shù)的革新,無疑是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一大里程碑。微創(chuàng)手術(shù)作為這個歷程中的一顆璀璨明珠,以其獨特的技術(shù)手段和顯著的臨床效果,正在重塑我們對腦部手術(shù)的認知。它不再意味著大切口、大出血,而是通過科技的力量,實現(xiàn)對大腦的精密操作,減少了對周圍組織的損傷,提升了手術(shù)的安全性和患者的康復(fù)速度。
微創(chuàng)手術(shù)的起源可以追溯到20世紀(jì)中葉。隨著顯微鏡的引入,神經(jīng)外科醫(yī)生得以在肉眼難以企及的微小空間進行操作。然而,真正的飛躍發(fā)生在20世紀(jì)末至21世紀(jì)初,隨著計算機技術(shù)和影像導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展,外科手術(shù)進入了一個全新的時代。微創(chuàng)手術(shù)不再是簡單的“小切口”,而是結(jié)合實時影像、導(dǎo)航系統(tǒng)、機器人技術(shù)等多種科技手段,形成了一套高效、精準(zhǔn)的手術(shù)體系。
在微創(chuàng)神經(jīng)外科手術(shù)中,多模態(tài)融合控制算法起到了至關(guān)重要的作用。這種算法能夠整合術(shù)前的影像數(shù)據(jù),如MRI、CT、PET等,與術(shù)中實時的神經(jīng)導(dǎo)航信息精確指導(dǎo)手術(shù)工具的操作,從而實現(xiàn)亞毫米級別的精度。這樣的精度水平對于保護大腦皮層的功能區(qū),如語言、運動和感覺中樞等,具有重要意義。
以MicroNeuro微創(chuàng)手術(shù)機器人為例,這款由我國科研團隊研發(fā)的創(chuàng)新設(shè)備體現(xiàn)了科技在微創(chuàng)手術(shù)中的力量。它利用AR(增強現(xiàn)實)技術(shù),將手術(shù)視野與導(dǎo)航信息相結(jié)合,使醫(yī)生可以直觀地看到手術(shù)工具與神經(jīng)血管的相對位置,降低了手術(shù)的復(fù)雜性和風(fēng)險。此外,它結(jié)合術(shù)前和術(shù)中影像信息,實現(xiàn)了精準(zhǔn)的導(dǎo)航,使手術(shù)操作更為精細,大大提高了手術(shù)成功率。
神經(jīng)調(diào)控技術(shù)作為神經(jīng)外科領(lǐng)域的一項前沿科技扮演著重要角色,它解鎖了調(diào)控大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以治療多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的可能。這種技術(shù)的中心理念是通過精確地干預(yù)神經(jīng)元的活動恢復(fù)或調(diào)整異常的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能,從而減輕或消除疾病癥狀。其中,深部腦刺激(DBS)是最為成熟和廣泛應(yīng)用的神經(jīng)調(diào)控手段之一,它在治療帕金森病、肌張力障礙、強迫癥等疾病中發(fā)揮了顯著作用。
DBS的核心是植入大腦內(nèi)部的微電極陣列,這些微小的電極可以持續(xù)釋放電脈沖,以改變特定神經(jīng)回路的活動。在帕金森病的治療中,DBS通常靶向丘腦底核或蒼白球,與運動控制密切相關(guān)。通過精準(zhǔn)調(diào)控這些區(qū)域的活動,DBS能夠抑制導(dǎo)致帕金森病癥狀的過度活躍的神經(jīng)信號,從而減少震顫、僵直和運動遲緩等癥狀。研究表明,DBS可以顯著改善帕金森病患者的運動功能,降低藥物劑量,進而減少藥物副作用,提高患者的生活質(zhì)量。
DBS手術(shù)過程涉及多個精密步驟。醫(yī)生使用高精度的影像學(xué)技術(shù),如MRI、CT,確定植入電極的確切位置。然后,借助立體定向?qū)Ш较到y(tǒng),將微電極安全地植入目標(biāo)腦區(qū)。電極植入后,它們連接到外部的脈沖發(fā)生器,這個裝置通常被埋藏在患者胸部的皮膚下。脈沖發(fā)生器通過無線遙控進行程序設(shè)定,以調(diào)整電刺激的參數(shù),如頻率、幅度和持續(xù)時間,直到找到最能緩解癥狀的模式。
神經(jīng)植入裝置作為神經(jīng)外科技術(shù)發(fā)展中的一個里程碑,不僅拓寬了我們對大腦認知的邊界,更實實在在地改變了患者的生活。它們?nèi)缤蛔鶚蛄?,將人體與科技緊密相連,為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療和康復(fù)開辟了全新的道路。
腦機接口(BMI)是一種能夠直接讀取大腦活動并將其轉(zhuǎn)化為外部信號的技術(shù)。在神經(jīng)損傷或疾病導(dǎo)致的運動障礙中,腦機接口具有革命性的潛力。比如,對于脊髓損傷或肌萎縮側(cè)索硬化癥的患者,他們的大腦仍能產(chǎn)生運動指令,但神經(jīng)通路的損傷阻止了這些指令的正常傳達。腦機接口通過植入大腦皮層的電極陣列捕捉這些運動意圖,然后再轉(zhuǎn)化為電腦指令,驅(qū)動外部設(shè)備,如假肢或輪椅,從而讓患者重新獲得行動的能力。這種技術(shù)的突破不僅實現(xiàn)了患者與外部世界的直接互動,更為他們帶來了回歸正常生活的一線希望。
在科研領(lǐng)域,神經(jīng)植入裝置扮演了至關(guān)重要的角色。例如,多電極陣列的應(yīng)用使科學(xué)家能夠直接測量大腦活動,研究神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的運作機制,為理解記憶、思考和情感等復(fù)雜大腦功能提供了前所未有的視角。通過長期記錄和分析大腦信號,研究人員得以揭示神經(jīng)疾病的根源,探索新的治療方法。
神經(jīng)外科技術(shù)的革新就像是在大腦這部精密機器上進行的微雕藝術(shù)。微創(chuàng)手術(shù)、神經(jīng)調(diào)控和植入裝置的巧妙結(jié)合,不僅讓治療更加精準(zhǔn),還大大降低了手術(shù)風(fēng)險。這些技術(shù)的進步,讓我們對神經(jīng)疾病的治療充滿了新的期待。盡管還有許多未知的挑戰(zhàn),但科技的力量與醫(yī)生的智慧將不斷引領(lǐng)我們探索大腦深處,為人類的健康與幸福翻開新的篇章。
作者單位|王偉,前海人壽韶關(guān)醫(yī)院神經(jīng)醫(yī)學(xué)中心;曹陽,雞礦醫(yī)院職業(yè)病防治院;楊謙,前海人壽韶關(guān)醫(yī)院神經(jīng)醫(yī)學(xué)中心