神经外科技术革新:微创手术、神经调控与植入装置
作者: 王伟 曹阳 杨谦微创手术:科技的力量
神经外科手术的革新,无疑是医学领域的一大里程碑。微创手术作为这个历程中的一颗璀璨明珠,以其独特的技术手段和显著的临床效果,正在重塑我们对脑部手术的认知。它不再意味着大切口、大出血,而是通过科技的力量,实现对大脑的精密操作,减少了对周围组织的损伤,提升了手术的安全性和患者的康复速度。
微创手术的起源可以追溯到20世纪中叶。随着显微镜的引入,神经外科医生得以在肉眼难以企及的微小空间进行操作。然而,真正的飞跃发生在20世纪末至21世纪初,随着计算机技术和影像导航技术的发展,外科手术进入了一个全新的时代。微创手术不再是简单的“小切口”,而是结合实时影像、导航系统、机器人技术等多种科技手段,形成了一套高效、精准的手术体系。
在微创神经外科手术中,多模态融合控制算法起到了至关重要的作用。这种算法能够整合术前的影像数据,如MRI、CT、PET等,与术中实时的神经导航信息精确指导手术工具的操作,从而实现亚毫米级别的精度。这样的精度水平对于保护大脑皮层的功能区,如语言、运动和感觉中枢等,具有重要意义。
以MicroNeuro微创手术机器人为例,这款由我国科研团队研发的创新设备体现了科技在微创手术中的力量。它利用AR(增强现实)技术,将手术视野与导航信息相结合,使医生可以直观地看到手术工具与神经血管的相对位置,降低了手术的复杂性和风险。此外,它结合术前和术中影像信息,实现了精准的导航,使手术操作更为精细,大大提高了手术成功率。

神经调控:操控大脑的神秘钥匙
神经调控技术作为神经外科领域的一项前沿科技扮演着重要角色,它解锁了调控大脑神经网络以治疗多种神经系统疾病的可能。这种技术的中心理念是通过精确地干预神经元的活动恢复或调整异常的神经网络功能,从而减轻或消除疾病症状。其中,深部脑刺激(DBS)是最为成熟和广泛应用的神经调控手段之一,它在治疗帕金森病、肌张力障碍、强迫症等疾病中发挥了显著作用。
DBS的核心是植入大脑内部的微电极阵列,这些微小的电极可以持续释放电脉冲,以改变特定神经回路的活动。在帕金森病的治疗中,DBS通常靶向丘脑底核或苍白球,与运动控制密切相关。通过精准调控这些区域的活动,DBS能够抑制导致帕金森病症状的过度活跃的神经信号,从而减少震颤、僵直和运动迟缓等症状。研究表明,DBS可以显著改善帕金森病患者的运动功能,降低药物剂量,进而减少药物副作用,提高患者的生活质量。
DBS手术过程涉及多个精密步骤。医生使用高精度的影像学技术,如MRI、CT,确定植入电极的确切位置。然后,借助立体定向导航系统,将微电极安全地植入目标脑区。电极植入后,它们连接到外部的脉冲发生器,这个装置通常被埋藏在患者胸部的皮肤下。脉冲发生器通过无线遥控进行程序设定,以调整电刺激的参数,如频率、幅度和持续时间,直到找到最能缓解症状的模式。
神经植入装置:连接人体与科技的桥梁
神经植入装置作为神经外科技术发展中的一个里程碑,不仅拓宽了我们对大脑认知的边界,更实实在在地改变了患者的生活。它们如同一座座桥梁,将人体与科技紧密相连,为神经系统疾病的治疗和康复开辟了全新的道路。
脑机接口(BMI)是一种能够直接读取大脑活动并将其转化为外部信号的技术。在神经损伤或疾病导致的运动障碍中,脑机接口具有革命性的潜力。比如,对于脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症的患者,他们的大脑仍能产生运动指令,但神经通路的损伤阻止了这些指令的正常传达。脑机接口通过植入大脑皮层的电极阵列捕捉这些运动意图,然后再转化为电脑指令,驱动外部设备,如假肢或轮椅,从而让患者重新获得行动的能力。这种技术的突破不仅实现了患者与外部世界的直接互动,更为他们带来了回归正常生活的一线希望。
在科研领域,神经植入装置扮演了至关重要的角色。例如,多电极阵列的应用使科学家能够直接测量大脑活动,研究神经元网络的运作机制,为理解记忆、思考和情感等复杂大脑功能提供了前所未有的视角。通过长期记录和分析大脑信号,研究人员得以揭示神经疾病的根源,探索新的治疗方法。
神经外科技术的革新就像是在大脑这部精密机器上进行的微雕艺术。微创手术、神经调控和植入装置的巧妙结合,不仅让治疗更加精准,还大大降低了手术风险。这些技术的进步,让我们对神经疾病的治疗充满了新的期待。尽管还有许多未知的挑战,但科技的力量与医生的智慧将不断引领我们探索大脑深处,为人类的健康与幸福翻开新的篇章。
作者单位|王伟,前海人寿韶关医院神经医学中心;曹阳,鸡矿医院职业病防治院;杨谦,前海人寿韶关医院神经医学中心