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机器人将电极植入人脑,修复开关

发布时间:2021-10-20 19:01:55 点击量:

“静若处子,动若脱兔”,这句成语形象比喻了饱受帕金森病折磨的张先生疾病症状。

  他的身体仿佛安装了一个开关:打开时,手脚控制不住地剧烈抖动;关上时,身体僵硬得连手指头都无法弯曲。

  张先生是一名帕金森病患者,已经患病8年。浙大二院神经外科副主任朱君明说,这种 “开关现象”说明患者的病情严重恶化,只有通过脑深部电刺激(DBS)才能缓解症状,改善生活质量。

  9月1日,神经外科医生操控着一台神经外科手术机器人,将电极精准地植入了张先生的大脑。这台手术在线上同步直播,医学界同行和公众一起观看了人机之间默契的配合。

  浙江大学医学院附属第二医院神经外科是浙江省神经外科的发源地及临床、教学和科研中心,浙江省医学重点学科、浙江省中医药局重点学科和浙江省医学创新学科,是首批国家临床重点专科和神经外科专科医师培训基地,综合实力位居国内第六,华东第二。在脑血管病外科领域,率先在国内开展符合我国国情的动脉瘤性蛛网膜下腔出血规范化诊治流程,荣获省科技进步一等奖和中华医学科技奖二等奖;组建了我省第一个多学科参与的“胶质瘤中心”,使胶质瘤患者实现规范化个性化治疗;在国内首个倡导并成立了集临床与基础研究为一体的“癫痫中心”,提高了复杂性癫痫的诊治水平;在颅脑创伤救治领域,科室实现了院前会诊、急救、监护及康复等一体化综合治疗;率先在国内开展脊柱脊髓微创治疗。此外科室与浙大工科团队合作开展的脑机接口临床转化研究,牵头获“863”及国家重点研发计划项目,居国内领先水平。

  后半夜药物失效

  直挺挺躺到天亮

  张先生查出帕金森时58岁,临近退休。原本想象中游山玩水的退休生活,被逐渐加重的运动障碍彻底打乱。

  一开始是下肢无力,平地上走路都经常摔跤。后来坐下就很难自己站立起来,站起来也迈不开步子。拿着水杯,手抖得半杯水都会洒出来。

  病情前期,帕金森患者一般通过吃药来缓解症状,但药效会随着病情加重逐渐减弱。张先生刚服药时,半片吃下去能控制四五个小时,但现在1片只能维持1小时。

  后半夜是他一天中最痛苦的时段,睡前吃下的药物失效了,而他往往失眠睡不着。漫漫长夜里,他睁着眼睛,直挺挺躺在床上,连翻身都翻不了。

  朱君明说,患病的前5年是帕金森患者的“药物蜜月期”,药物治疗能比较好地控制病情。但过了这个阶段,药效就逐渐减弱甚至消失。

  患病8年的张先生早就过了“药物蜜月期”,还出现了“开关”及“异动”现象,一吃上药,肢体就不听使唤地乱动;药效一过,身体僵硬得完全无法动弹。

  朱君明介绍,“帕金森病的发病原理是中脑黑质多巴胺能神经元变性死亡,DBS手术在大脑植入电极,可以刺激大脑深部的神经核,恢复神经递质的平衡,从而减轻症状。”

  机器人三维精准定位

  误差达到零点几毫米

  9月1日,张先生被护士从病房推进手术室,不同于以往的DBS手术,他的头上没有罩着一个坚硬的铁框架。

  朱君明说,以前患者需要在术前就戴上一个铁质的立体定向框架,它的作用是协助医生精准定位,防止植入的位置发生偏差。另外,手术过程中患者保持清醒状态,以便测试电极的刺激是否有效,从而进行调整。

  想象一下,手术室无影灯强烈的灯光下,脑袋被固定得一动不能动,还能清醒地感知到医生往大脑深处插入电极,光想想就头皮发麻!所以,被紧张和恐惧包围的帕金森病患者,有时候抖得比平时还要厉害。

  但张先生这次没有戴定向框架,且全程处于全麻状态,这是因为医生们准备了一个秘密武器——手术机器人。

  张先生被推进手术室时,手术机器人已经恭候多时。它由一个大块头的身体和一只灵巧的机械手臂组成,眼睛则是一块能观察到大脑内部电活动波形的电子屏。别看它是“新员工”,手上功夫可比资深的外科医生还要稳。去年神经外科完成的国内第一例植入式脑机接口电极植入也是依靠这款手术机器人完成,达到了精准植入。

  朱君明说,电极植入的部位叫做丘脑底核,它位于间脑和中脑的过渡区,与运动能力密切相关。丘脑底核一般宽度只有3~4mm左右,手术时要求电极植入的误差不能大于1毫米,十分考验外科医生的技术和经验。而手术机器人的三维立体定向技术,可以把误差缩小到0.2~0.5毫米。

  在医生的操作下,手术机器人迅速、精准地找到了丘脑底核,将电极植入其中,手术的切口只有2~3厘米。4周后,医生将启动埋在张先生胸口处的脉冲发生器,电极就会24小时持续不断地刺激神经核,发挥功效。

  朱君明介绍,之前的两位术后手术病人,完全停药也没问题了。

  帕金森有年轻化趋势

  最年轻患者才30出头

  据统计,全球60岁以上的老人中有1%患帕金森病。随着中国进入老龄化社会,帕金森患者的人数也在不断扩大。

  浙大二院神经外科主任兼脑科中心主任张建民告诉钱报记者,目前中国大约有200~300万帕金森病患者,预计到2030年,中国的帕金森病患者将占到全球总数的一半。

  “一般老百姓认为,帕金森病是老年病,老年人才会得。帕金森病患者确实以老年人多见,但现在也有年轻化的趋势。”

  他举例说,浙大二院神经外科曾经接诊过一个30出头的年轻人,他3年前被确诊为帕金森病,病情快速进展,肢体抖动幅度很大,药物已经失效……最后,他也做了DBS手术,植入了电极。

  张建民说,帕金森病确切的病因目前尚不清楚,遗传、年龄、环境、氧化应激等都可能造成多巴胺能神经元的变性死亡。对这个年轻患者来说,最大的可能性是环境因素,他在工作中长期接触除草剂。

  张先生此次手术,以直播的方式在线上分享,不仅同行能观摩、学习神经外科最高精尖的技术,普通公众也能从中了解帕金森病和最新的治疗手段。

  张建民说,公众对帕金森病、阿尔兹海默病等退行性脑病的认识还不足,很多人觉得行动不便、头脑糊涂、记忆力减退等是人老了之后的正常表现,殊不知背后隐藏着疾病。

  “我们直播的目的之一就是揭开神经外科神秘的面纱,让普通老百姓认识到,原来不能治的病现在可以治了,原来效果不理想的治疗现在效果很好,原来风险很高的手术现在是安全可靠的。只有提高公众对疾病和治疗手段的认知,才能实现早诊断、早治疗,也推动医疗技术的进一步发展。”


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