2026年08月03日发布 | 384阅读

【万有灵犀】创新颅底植入式传感系统,为破解脑信号监测“精度-创伤”困局提供新方案

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创刊词

当意识即将挣脱肉身,当思维开始对话机器——我们已然站在人类进化的奇点上。这是一场比互联网诞生更为深刻的革命——互联网连接了信息,而脑机接口,将连接心智。在此背景下,脑医汇平台开设了【万有灵犀】栏目,专注于脑机接口神经调控的前沿资讯。


在这里,“灵犀”,是方寸之间神经信号的微妙共鸣和意念即达的精度;“万有”,则是重塑边界、万物互联共生的广度。在这里,我们将做前沿的瞭望员,记录下脑机接口神经调控的每一次脉动。从非侵入式的轻盈佩戴,到侵入式的深度探索;从治疗瘫痪的临床奇迹,到增强智力的伦理激辩。


因为相信,所以看见。因为看见,所以奔赴。欢迎你,和我们一道,于万有之中,灵犀相通


脑信号监测是癫痫、卒中、神经退行性疾病等中枢神经系统疾病诊疗的重要基石,也是闭环神经调控技术落地的核心前提。然而,神经监测领域始终深陷“精度-创伤”的两难困局:头皮脑电图(EEG)无创安全,但信号经颅骨、软组织层层衰减后信噪比骤降,且仅能覆盖约三分之一的大脑皮层;皮层脑电图(ECoG)与深部电极虽能获取高质量颅内信号,却必须通过开颅或颅骨钻孔手术实施,风险高、实施门槛高,全球约2000万符合颅内监测指征的耐药性癫痫患者中,大部分难以获得可及的精准颅内监测方案。


2026年3月公开的美国专利申请US2026/0076610A1(为2012年提交的同名核心专利的延续案,原专利已获授权),为这一问题提供了创新解决方案。Flint Hills Scientific, L.L.C.研发团队提出的可植入于面骨或颅底邻近结构的生物传感系统,从植入路径、装置设计、临床适配性三个维度对颅内生物信号采集方案进行了创新,依托经面微创入路与多靶点适配设计,在无需开颅、甚至无需颅骨钻孔的前提下,实现了颅底邻近深部脑区、颅神经及血管相关生物信号的高质量、长期稳定监测。


用于植入患者头部的可植入传感器系统


在植入路径与锚定体系上,这套系统跳出了传统经颅穹窿部植入的固有思路,采用经面入路的套管微创植入方案:带穿刺结构的专用套管经面部软组织(也可经口腔入路)抵达颅底面侧的目标位置,内置传感器可通过弹簧弹射、螺纹旋伸等多种部署机制从套管侧向推出就位,再通过骨螺钉、倒刺、一体化螺纹结构、骨粘合剂等多样化锚定结构固定于颅底骨质,实现长期稳定植入。为提升手术安全性,套管可集成前置探测传感器,实时感知套管位置、识别穿刺路径周边的颅神经、血管等关键解剖结构,辅助术者精准规避损伤风险。


用于在患者头部植入生物信号传感器的套件组件


这一入路设计的直接优势是植入手术的技术门槛大幅降低:除神经外科医师外,耳鼻喉科与介入放射科医师同样可完成操作,使植入不再受神经外科医师资源不足的限制;手术可在局麻或清醒镇静下于门诊开展,无需强制住院,从实施流程上降低了诊疗成本与患者负担。


值得一提的是,上述手术门槛的降低并未以监测能力下降为代价。在传感能力与系统架构上,这套系统实现了多靶点覆盖与多模态采集的双重升级:

解剖适配层面,系统可固定于卵圆孔、破裂孔、筛板、颈静脉孔、斜坡、内听道等颅底广泛位点,这些区域恰恰是传统经颅入路操作难度高、创伤大的部位,传感器既可贴近颞叶内侧、眶额皮层等深部脑区,也可紧邻三叉神经节、颈内动脉等颅神经与血管结构,填补了低创伤下颅底区域高质量信号监测的技术空白。

传感能力层面,传感单元支持按需选配多模态采集模块:除核心的脑电采集电极外,还可集成压力、温度、化学、光学等不同类型传感器,同步获取颅内压、脑温、脑代谢物水平、血流动力学参数等多维度生物数据,覆盖更广泛的临床监测需求。


实施例的外部设备


系统同时提供一体化与分体式两种灵活形态:一体化设计将传感单元、无线传输模块、电源与信号处理电路集成于同一微型壳体,整体植入并锚定在颅底位点;分体式设计则将传感端固定于颅底,通过皮下绝缘导线连接靠近皮肤放置的传输与供电模块,该模块既可采用皮下植入形式,也可采用表皮粘贴形式,还可集成于眼镜、耳挂式设备等可穿戴装置中,兼顾植入稳定性与后续供电、维护的便捷性。


无论采用何种形态,系统均支持与外部设备无线交互,共同形成“监测-分析-响应”的完整闭环:外部设备的接收模块通过无线传输获取实时传感数据,内置算法模块可精准识别脑状态变化(如癫痫发作),并触发病患/医护预警、联动其他治疗或响应设备实施干预等响应动作;系统还可联动心电、运动传感器等其他传感模块(支持体外或植入式),通过多模态信号交叉验证提升事件检测准确率,进一步降低误报风险。


这套颅底植入式传感系统,为破解脑信号监测领域“高精度必然伴随高创伤”的固有困局提供了全新路径。对于全球约2000万耐药性癫痫患者而言,它以微创方式提供了可长期植入的高质量信号监测方案,为闭环神经调控治疗提供了可靠的信号来源,有望大幅降低颅内监测的技术门槛,拓展适配人群范围。


而多模态传感能力与低门槛植入的特性,也让其潜在应用边界远超癫痫监测:可用于卒中高危人群的颅内血流与脑电长期监测预警、颅脑损伤患者的颅内压居家监测、神经退行性疾病的病程长期随访,甚至可作为神经调控治疗的信号接口,为中枢神经系统疾病的全周期管理提供全新的硬件平台或技术底座。


发明名称:SENSOR SYSTEMS IMPLANTABLE AT BONES OF THE FACE OR THE SKULL BASE

公开号:US2026/0076610A1

公开日期:2026-03-19

专利申请人:Flint Hills Scientific, L.L.C.

专利发明人:Ivan Osorio



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