智能转换光电信号助视障者重见光明
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□通讯员 史俊 特约记者 杨陶玉 郑纯胜
近期,在浙江省人民医院眼科中心,国内首例320分辨率视网膜路径视觉脑机接口植入临床试验手术顺利完成。原本近乎失明的患者借助专门的视觉脑机接口设备,不仅能清晰辨认并工整写出“中国”二字(见右图),还能用手精准抓取鼠标、饮料瓶等日常生活物件。此外,在室内行走测试中,她还能独立沿直线平稳行走,并完成直角转弯等动作。
视网膜路径视觉脑机接口植入技术的核心原理是什么?“320分辨率”是什么概念?手术又是如何完成的?本期带您一探究竟。
视网膜损伤严重
常规治疗无解
患者今年40岁,罹患视网膜色素变性超过20年。其双眼视网膜的感光组织已发生不可逆退行性病变,长期仅存极微弱的光感,无法辨识光影轮廓、人物样貌,近乎失明。多年来,患者的日常生活主要依靠家人照料。现阶段,眼科领域尚无有效方法帮助患者改善视功能。
患者经多方咨询获悉,浙江省人民医院眼科中心沈丽君教授正牵头开展视网膜路径视觉脑机接口临床研究,主动申请入组。研究团队经多轮筛查评估,并经过严格的伦理审查,确定其为该项目的全国首个受试者。
术前,研究团队依托高精度眼科诊疗平台,运用眼科医学影像、神经电生理、生物医学工程等多种检测技术,对患者残存的视网膜神经结构进行三维精细化评估,精准确定植入位置,并完成全套术前安全评估方案制定,以保障手术的精准度和安全性。
靶向视网膜细胞
转换传递光电信号
2025年9月,浙江省人民医院在该省率先启用脑机接口与神经调控临床研究病房。医院集结神经外科、康复医学科、神经内科、眼科、临床心理科等多学科团队,搭建标准化、一体化诊疗研究平台。医院眼科中心一直积极参与脑机接口的相关研究工作。
对于视网膜路径视觉脑机接口植入技术的治疗原理,眼科中心常务副主任(主持工作)陈亦棋主任医师介绍,该技术主要依托高密度精准电极阵列,靶向作用于视网膜神经细胞,借助智能视觉设备采集外部环境中的光学图像信号。这些信号经过算法处理后,被转换为神经刺激生物电信号,再经由天然视神经通路传导至人的大脑视觉皮层。该技术旨在最终实现人工视觉的功能性重建,
“在眼科中心名誉主任沈丽君教授的带领下,我们团队深入参与视网膜路径视觉脑机接口植入技术的研究、产品设计、手术方式探索和临床应用验证,迄今已超过10年,并探索出了320分辨率产品的临床手术路径。”陈亦棋说。
陈亦棋进一步介绍,所谓“320分辨率”,是指核心芯片集成了320个刺激通道,可实现高密度神经信号交互。相较于早期视觉脑机接口仅能帮助患者感知简单光点或轮廓,320个刺激通道意味着可提供更为丰富的视觉信息,为未来帮助患者恢复更接近自然的视觉打下基础。
创新磁吸式固定
规避组织损伤
5月19日,植入手术按期开展。陈亦棋作为主刀医生,利用术中实时影像导航与神经信号监测技术,使用微创玻璃体视网膜手术入路,精细定位黄斑区域的解剖结构,将搭载320个三维触点的高密度电极阵列精准对位后,植入患者眼部黄斑区的核心视觉功能区。手术全程严格校准电极贴合角度与植入深度,以确保电极阵列与残存视网膜神经细胞精准适配、紧密贴合。
手术团队还创新性地采用磁吸式固定方式,规避了传统钛钉固定方式易引发的严重组织损伤。陈亦棋介绍,该固定方式是在黄斑区视网膜对应的脉络膜与巩膜之间,植入磁铁辅助器械,并缝合固定于巩膜,再将带磁性的电极芯片植入玻璃体腔内,放置于磁铁辅助器械对应位置的黄斑区视网膜表面,最后通过磁吸作用完成固定。
手术过程顺利,未发生并发症。患者术后恢复良好,于次日顺利出院。
术后2周复查显示,患者眼部各项指标均符合要求,脑机接口系统顺利开机。团队依托术前制定的个体化视觉训练方案,结合脑机设备信号参数,动态调整训练方案。患者开机当日即可感知亮光,仅经2天调试与训练,便已具备字母识别能力,视功能获得实质性提升。
“事实上,术后开机调试仅2天,患者就已顺利分辨出‘L’‘C’‘H’‘R’等字母,实现从感知光信号到识别字符的跨越。经过持续的个体化视觉康复训练,如今,她的人工视觉分辨力、空间感知与肢体协同能力又上了新台阶。”陈亦棋表示,眼科中心团队将持续推进患者术后随访、设备参数优化与技术迭代工作。同时,团队将进一步探索视觉脑机接口技术的临床应用边界,助力国产前沿脑机医疗技术惠及更多的视障者。
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