传统的神经介入放射学(Neurointerventional Radiology)长期聚焦于脑血管疾病的诊疗,如动脉瘤栓塞、取栓术和血管成形术等。然而,随着材料科学与微电子技术的进步,神经介入正在经历一场范式转移:利用无处不在的脑血管网络作为“信息高速公路”和“流体通道”,对大脑进行功能性调控与结构性修复。本章将重点探讨两大突破性前沿:血管内脑机接口(Endovascular BCI)与静脉入路脑脊液分流系统。
撰稿团队:广东省人民医院
陈光忠
杨勇
01.
血管内脑机接口 (Endovascular BCI): 大脑的数字静脉通道
脑机接口(BCI)传统上依赖于侵入性的开颅手术(如皮层刺入式电极)或非侵入性但信号较弱的头皮脑电图。血管内脑机接口(stent-electrode recording array, 简称 Stentrode)的出现,标志着“微创BCI”时代的到来。
1.1 技术原理与设计
该技术的核心理念是将神经记录电极集成在自膨胀支架上。
植入路径:通过微创血管内介入手术,经颈静脉进入,逆行将支架电极输送并释放于上矢状窦(Superior Sagittal Sinus, SSS)。
信号采集:上矢状窦紧邻运动皮层(Motor Cortex)。支架释放后贴附于血管壁,电极透过血管壁捕捉临近皮层神经元群体的局部场电位(LFP)。
信号传输:导线经血管延伸至胸部皮下,连接植入式脉冲发生器/发射器(类似心脏起搏器),将信号无线传输至外部解码设备。
1.2 核心优势
1. 避免开颅:极大降低了手术创伤、感染风险及术后恢复时间。
2. 长期稳定性:相比于直接刺入脑组织的电极(易引发胶质细胞增生包裹电极导致信号衰减),血管内电极受到血管内皮化的保护,长期信号稳定性更佳。
3. 全脑覆盖潜力:理论上,通过不同的静脉窦网络,可以触及大脑深部区域。
1.3 临床转化与最新进展 (Synchron Stentrode)
目前该领域的领跑者是Synchron公司开发的Stentrode系统。
SWITCH研究 (澳洲): 首个临床可行性试验。结果显示,植入该系统的重度瘫痪(ALS)患者能够通过意念控制光标,完成发短信、网购等操作,且未发生严重器械相关不良事件(SAE)。
COMMAND研究 (美国): 已获得FDA的IDE(研究性器械豁免)批准正在进行中。早期数据显示了良好的安全性与功能性信号采集能力。
最新里程碑:2024年前后,已有患者成功通过该系统与Apple Vision Pro等消费级电子产品进行交互,标志着医疗BCI与消费电子生态的融合。
02.
静脉入路脑脊液分流 (Endovascular CSF Shunt): 脑积水治疗的革命
脑积水(Hydrocephalus)的标准治疗半个世纪以来一直是脑室-腹腔分流术(VP Shunt)。然而,VP分流术面临极高的并发症率(堵塞、感染、过度引流)。利用静脉系统进行微创分流成为了颠覆性的解决方案。
2.1 技术原理 (以eShunt系统为例)
CereVasc公司开发的eShunt系统旨在通过血管内途径,重建脑脊液的生理性静脉回流。
解剖路径:介入医生通过股静脉入路,将输送导管送至颅底的岩下窦(Inferior Petrosal Sinus, IPS)。
穿刺造瘘:利用特制的穿刺针,从岩下窦穿刺进入与其毗邻的小脑桥脑角池(Cerebellopontine Angle Cistern, CPA)。此处脑脊液丰富。
支架植入:在穿刺通道中植入一个带有单向阀门的微型支架(Valved Stent)。
引流机制:脑脊液直接从CPA池通过支架流入岩下窦(静脉系统),从而降低颅内压。
2.2 相比传统VP分流的优势
2.3 临床转化现状
eShunt 临床试验:目前正在进行针对正常压力脑积水 (NPH) 和交通性脑积水的临床试验。2026年2月24日,CereVasc宣布,其经血管微创脑脊液分流装置eShunt System在一项前瞻性、多中心、单臂临床研究中取得积极结果。该研究共纳入66例正常压力脑积水(NPH)患者,结果发表于JNIS期刊。90天随访显示:器械相关及手术相关严重不良事件发生率均为0%,95%患者在步态、认知或尿失禁等核心症状中至少一项得到改善,且未出现脑出血、过度引流或感染。
关键挑战:植入过程中需要经股静脉、经静脉窦及硬膜精确定位,操作高度依赖术者经验,学习曲线较陡;术后可能出现血栓形成、静脉通道狭窄或闭塞,以及血液反流等问题,同时单向瓣膜的流量控制在长期随访中仍需验证,其适应症亦受解剖结构限制。术者需要极高的解剖认知与精细操作能力,以避免损伤脑干或临近神经(如外展神经)。此外,长期通畅性及内皮化对阀门的影响仍需长期随访数据支持。
03.
其他前沿技术概览
除了上述两大突破,神经介入领域还在以下方面展现出巨大潜力:
动脉内靶向递药 (Intra-arterial Drug Delivery): 结合血脑屏障(BBB)的渗透技术(如甘露醇或低强度聚焦超声),通过微导管直接向胶质瘤或神经退行性疾病区域高浓度给药。
血管内机器人 (Endovascular Robotics): 如Corindus系统,允许医生远程进行精细的神经介入手术,这对于医疗资源匮乏地区的急救(如卒中取栓)具有重大意义。
神经介入医学正在从单纯的“疏通血管”(取栓、扩管)向“利用血管”(作为接口、通道)转变。血管内脑机接口与静脉脑脊液分流技术的出现,不仅拓宽了介入科医生的执业范围,更为瘫痪、脑积水等长期缺乏微创疗法的患者带来了新的希望。随着临床证据的积累与器械的迭代,这些技术有望在未来5-10年内成为相关疾病的标准治疗选项。
编写专家简介
陈光忠
广东省人民医院
神经外科主任医师、医学博士、博士研究生导师;美国加州大学洛杉矶分校及贝勒医学院访问学者;广东省医师协会神经介入医师分会现任主任委员;中国医师协会神经介入专委会常委;中国医师协会神经介入专委会脑与脊髓血管畸形学组组长;中国医师协会介入医师分会委员;中国康复医学会脑血管病介入治疗与康复专业委员会常委;广东省医师协会标准化工作组成员;广东省基层医药学会脑血管病介入专委会主任委员;广东省脑科学应用学会常务理事;广东省基层医药学会常务理事等。
杨勇
广东省人民医院
医学博士、主任医师、博士研究生导师;美国犹他大学医院神经外科访问学者;中组部、团中央第24、25批博士服务团成员;2024年度青海省“昆仑英才·高端创新创业人才”项目柔性引进领军人才;广东省医学会神经介入学分会青委会副主委;广东省保健协会脑卒中防治与康复分会副主委;中国医师协会神经介入专业委员会青年组组员;广东省医师协会神经介入医师分会出血性脑血管病专业组副组长;广东省医师协会神经介入医师分会委员兼秘书;广东省基层医药学会脑血管病介入专委会秘书长;广东省医疗行业协会脑血管病管理分会常委;广东省卒中学会血管神经外科分会委员;高原医学专家咨询委员会临床医学领域委员。
熟练掌握血管内介入治疗,显微神经外科及神经内镜技术。擅长常见脑肿瘤的手术治疗及脑脊髓血管病的介入治疗和显微外科手术治疗。主要从事神经损伤修复和肿瘤脑转移的分子机制研究。主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金和广东省人民医院登峰计划等科研项目。以第一作者或通讯作者发表包括Cell Death & Differentiation,Cell Reports Medicine在内的论文20余篇,其中SCI收录18篇。参编专著2部。获省级和市级科技奖励各1项。获实用新型专利授权2项,申请发明专利1项。
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