2025年12月31日发布 | 59阅读

【最AI解读】当神经介入遇上阿尔茨海默病(AD)

出处: Research. 2025;8:1049.
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原作出处:

Yuhao Sun, Danyang Chen, Qing Ye, Zheng You, Zhixian Zhao, Jian Shi, Haotong Sun, Shengjie Li, Xinran Xu, Yeguang Xu, et al. Applications of Endovascular Brain–Computer Interface in Patients with Alzheimer’s Disease. Research. 2025;8:1049.DOI:10.34133/research.1049

本综述重点介绍了血管内脑机接口(EBCI)的工作原理和功能能力,并评估其在早期诊断和治疗阿尔茨海默病(AD)方面的可行性和安全性。以下为AI解读,仅供参考。


Takeaway/要点

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一、概述——血管内脑机接口(EBCI)在阿尔茨海默病(AD)中的核心技术定位和优势


1. 技术本质:EBCI是侵入性脑机接口(BCI)的特殊亚型,无需开颅,通过血管介入技术将电极送至目标脑区邻近血管,实现神经信号采集与深部脑刺激(DBS),适配神经介入医生的血管内操作专长。


2. 核心优势:

● 微创性:避免开颅创伤,适合耐受开颅手术差的老年AD患者(合并高血压、糖尿病、感染等虚弱因素);

● 靶向性:可通过血管通路到达传统技术难及的深部脑区(如穹窿、Meynert基底核),且空间分辨率达毫米级(接近硬膜下电极,优于硬膜外电极);

● 信号稳定性:与神经组织无直接接触,减少慢性炎症导致的信号衰减,无需频繁校准(羊模型中稳定记录190天,人体植入12个月信号无明显衰减)。

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二、植入操作关键技术细节


1. 解剖靶点与血管选择

(1)首选植入部位:脑静脉窦(如上矢状窦SSS、Trolard静脉、Rolandic静脉),优势:血栓风险低于动脉植入,且邻近感觉运动皮质,信号源丰富;

 关键解剖参数:SSS平均直径2.4mm,Trolard静脉直径2.14-3.32mm,目前最小安全输送导管内径1.1mm(羊模型验证),适配颅内0.4-1.4mm直径的目标静脉(如穹窿、丘脑前核供血静脉)。

(2)AD治疗核心靶点:

 穹窿:通过邻近静脉介入,调节边缘系统记忆通路,已证实传统DBS可改善AD患者认知;

 Meynert基底核:深部核团,需通过皮质下静脉通路到达,可改善皮质代谢与认知功能。


2. 器械选择与操作规范

(1)导管与支架电极:

 推荐4-Fr导管(0.044英寸DAC),植入SSS成功率100%,避免5-Fr/6-Fr导管导致的血管夹层风险;

 支架电极材料:镍钛合金(超弹性、生物相容性好,表面氧化层防腐蚀)+铂/金电极,术前需通过循环伏安法清洁电极表面(阻抗从6.26±6.7kΩ降至2.21±1.2kΩ)。

(2)导航与定位技术:

 磁控导管:通过外部磁场控制导管尖端,提升复杂血管网导航精度;

 AI+OCT联合导航:OCT提供微米级血管壁分辨率,AI辅助图像分割与靶点识别,减少术中操作误差;

✓ 精度要求:电极偏差≤1mm(偏差1mm时靶点神经元激活率下降1%-10%,5mm偏差下降30%-60%)。


三、安全性与并发症管理


1. 核心安全数据

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2. 特殊人群风险控制

● 合并CAA的AD患者:CAA与AD共享Aβ沉积病理,是颅内出血高危因素,需避免强效抗凝,优先选用氯吡格雷,且仅用于轻度AD患者(CAA病理较轻);

● 老年虚弱患者:术前评估心、肺、肾功能,简化手术流程,术后缩短卧床时间(微创优势可降低术后感染与血栓风险)。


四、临床应用场景与适应症


1. AD早期诊断与监测

(1)适用人群:

 不确定诊断的轻度认知障碍(MCI)患者(无法耐受脑脊液检查):通过EBCI动态监测1-3个月θ/α功率比等电生理标志物,区分AD相关MCI与非AD MCI;

 抗Aβ抗体治疗患者:实时监测穹窿邻近区域局部场电位(LFP),评估神经环路功能恢复(弥补PET-Aβ仅能反映病理、无法体现功能的缺陷)。

(2)核心生物标志物:θ波(4-8Hz)增强、α波(8-15Hz)减弱、P300潜伏期延长、SSVEP(稳态视觉诱发电位)振幅降低,EBCI信号质量优于头皮EEG,可提升诊断准确率至86%以上(为SSVEP+P300双模LED实验结果)。

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2. AD治疗干预

(1)深部脑刺激(DBS):

 刺激参数:振幅<5V(避免周围脑组织损伤),可通过多触点电极动态调整阴阳极配对,补偿电极微小移位;

 临床证据:传统穹窿DBS可使AD患者颞顶叶葡萄糖代谢逆转,认知下降速率减慢(II期临床试验,65岁以上患者1年有效)。

(2)神经反馈训练:

 适用轻度AD患者:通过EBCI采集α/θ波,结合视觉/听觉反馈训练,提升注意力与记忆编码功能(CAMCOG评分平均提升2%);

 优势:无需患者主动学习,可通过“情绪BCI”(笑/哭等情绪线索)实现基础沟通,适配认知功能下降患者。


3. 适应症与禁忌症

(1)适应症:

 轻度AD患者(MMSE评分20-26分),无法耐受开颅手术;

 MCI患者(pTau/Aβ42≥0.13),需动态监测病情进展;

 传统DBS术后出现认知并发症或电极移位的AD患者(EBCI可作为替代方案)。

(2)禁忌症:

 严重CAA患者(脑微出血≥5个);

 颅内大血管狭窄(目标血管直径<0.4mm);

凝血功能障碍(无法耐受术后抗凝治疗)。


五、与其他干预技术的临床决策对比


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六、未来技术发展与临床转化重点


1. 器械小型化:开发适配100μm级微小血管的柔性探针(目前大鼠模型已实现),覆盖额颞叶等AD关键脑区;

2. 闭环系统集成:通过AI算法实时分析hippocampal θ-γ耦合等生物标志物,动态调整DBS参数(癫痫闭环DBS已证实可提升记忆功能);

3. 多模态整合:结合fNIRS(功能性近红外光谱),提升信号抗干扰能力,适配长期居家监测;

4. 长期植入与取出:优化支架电极内皮化工艺(2-3周稳定),开发微创取出技术(参考心脏起搏器导线取出,20年植入物取出成功率90.3%)。

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核心结论


EBCI以其微创性、深部脑区可达性和信号稳定性,成为AD早期诊断与治疗的重要技术方向,尤其适配神经介入医生的血管内操作优势。临床应用需聚焦轻度AD患者,优先选择静脉窦作为植入通路,严格遵循抗凝策略与精准导航规范,重点关注出血、血栓等并发症的预防与处理。未来需进一步推进器械小型化与闭环系统转化,拓展在中重度AD患者中的应用场景。


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