2026年09月08日发布 | 365阅读

【万有灵犀】血管内迷走神经刺激系统:开创外周神经调控新范式

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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。


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迷走神经刺激(VNS)是美国食品药品监督局(FDA)批准用于治疗难治性癫痫、卒中康复、慢性或复发性抑郁症(辅助治疗)及类风湿关节炎的手段。然而,当前标准疗法依赖颈部切开术将神经袖套直接置于迷走神经上,手术创伤大。袖套一旦植入便无法调整位置,且神经激活后缺乏实时反馈监测。


在此背景下,美敦力神经血管与神经调控团队联合加州大学圣地亚哥分校神经外科,探索了一种全新的技术路径——经颈静脉入路、以支架搭载电极的闭环血管内VNS系统(CLEVNS)。在临床前研究中,该系统可通过颈部血管植入,在刺激迷走神经的同时经血管内记录诱发复合动作电位(ECAP),准确检测神经激活并提示被激活的神经纤维类型。相关研究结果于2026年2月发表于《Neurosurgery》(IF:3.8)上(doi:10.1227/neu.0000000000003958)。


CLEVNS系统各部件(包括支架、输送系统、导线及电极)


研究采用成年绵羊模型进行探索。该模型无颈内静脉,以颈外静脉作为靶血管,但其直径和舒张能力与成人颈内静脉相当(未来开展人体临床研究时,靶血管将为颈内静脉)。研究人员通过术前MRI规划确定神经与静脉的最短距离及最佳植入节段,而后经绵羊颈外静脉置入12F导入鞘,沿0.035英寸导丝将搭载16电极的可回收支架输送至目标节段(配套10F输送导管)。实验全程给予肝素钠(最高150U/kg)抗凝,并监测活化凝血时间。术中借助支架远端的不透射线天线,在透视下旋转定位,确保电极矩阵朝向迷走神经侧。


支架由镍钛合金制成,电极间距5-8mm,每枚铂铱电极面向血管腔的半侧涂覆绝缘材料,面向血管外膜(神经侧)的半侧进行激光织构以增加电荷注入能力。这种设计可将刺激电场约束并定向引导至血管外侧的迷走神经,避免刺激血液或血管壁。植入后,通过ECAP标测确定最优刺激/传感电极对;为排除肌电信号干扰,部分实验给予阿曲库铵(神经肌肉阻滞剂)予以验证。


MRI手术规划与入路(CLEVNS术前影像学规划)


植入过程中的最佳刺激和感知配置


结果显示,4只绵羊中均成功记录到ECAP信号。当刺激电流在0.1-5mA范围内递增时,ECAP幅值在0.1mA以上随刺激强度升高出现显著增长(P<0.003,t检验),且各实验动物的刺激电流强度与ECAP峰值幅值呈显著正相关(P<0.0011,Pearson相关性检验)。不过,各绵羊模型间的ECAP峰值存在差异,主要源于绵羊颈外静脉不位于颈动脉鞘内所致神经-静脉距离的个体变异——而人类颈内动脉、颈内静脉与迷走神经均包绕于颈动脉鞘内,文献报道神经与静脉间距为0-2 mm。


进一步分析传导延迟,跨多对电极测量后线性回归拟合显示ECAP传导速度约为3.85m/s。该数据与既往文献报道的迷走神经B纤维传导速度(3-14m/s)一致,提示该信号源于B纤维激活。此外,4×4(16电极)布局较4×2(8电极)布局的电场分布范围明显扩大,可减少支架反复回收-再部署次数,更高效地完成ECAP标测。


血管内ECAP及信号传播


总体而言,该研究验证了经微创导管术实现颈部VNS及同步ECAP记录的可行性。支架形态的血管内电极具有独特的长期优势:随着时间推移,支架表面可逐步内皮化,有望提供更稳定、更安全的刺激与感知界面。同时,基于ECAP的实时反馈可辅助术中优化电极选择与刺激参数,为未来个体化治疗奠定了基础。


此外,该系统入路经锁骨下静脉,与心脏起搏导线植入等介入手术路径一致,无需另建皮下隧道,有潜力缩短手术时间、减轻操作负担。配合定向电极与特异性刺激参数,该系统还可用于研究不同神经纤维亚型的激活效应,有望降低传统VNS常见的不良反应。加之术前MRI规划与16电极矩阵的电场覆盖能力,CLEVNS系统可实现对迷走神经的精准靶向,为外周血管内神经调控开辟了新的技术范式


用于血管内迷走神经刺激的CLEVNS系统


尽管前景广阔,该技术目前仍处于急性动物实验阶段,仅纳入4例绵羊模型。研究人员指出,静脉支架在临床应用面临支架移位/断裂、支架内再狭窄、急性血栓形成、需长期抗栓治疗等潜在风险;且长期内皮化对电极稳定性的影响、慢性ECAP信号漂移等问题均有待后续长期动物实验及临床试验验证。此外,传统袖套手术并发症率虽存在,但技术成熟,血管内新疗法的临床获益和患者接受度仍需审慎评估。


通讯作者、美敦力神经血管业务(加州)Varun Kashyap博士等人在文中总结表示:“本研究证实了CLEVNS系统在外周神经刺激中的可行性,尤其适用于颈部VNS。该系统经过优化,可在刺激神经的同时获取ECAP,从而对治疗参数进行调节。该系统靶向特定神经纤维的能力,为减少不良反应提供了可能。然而,仍需进一步开展慢性评估研究,以证实该系统的长期稳定性——这对VNS疗法至关重要。”



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