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天坛医院赵继宗院士:神经外科医工结合的几个热点技术

laohelaile 2020-7-22 21:27:00


神外前沿讯,12月14日上午,2019首都医科大学神经外科学院学术年会在京举行,日程详见:最新日程。
北京天坛医院赵继宗院士做学术报告《医工结合推动神经外科发展》,发言要点如下(未经发言者审核修改,联系邮箱shenwaiqianyan@qq.com
神经外科学发展的三个维度:
1、脑解剖与认知发现:宏观-介观-微观;
1862年发现了Broca脑区和语言相关,1950年代发现辅助功能区。现在功能磁共振对人脑的肢体、语言、视觉等功能都描述了。


2、生物医学影像跨越:结构-功能-分子;
这个维度的发展可以说是推动了神经外科的发展,没有神经影像的发展,我们神经外科不可能走到今天。1895年发现了X光;1918年神经外科用气脑造影来诊断脑疾病,气脑造影一直延续到了上世纪60-70年代;1927年发明了血管造影;上世纪70年代出现了CT和磁共振,后来又出现了PET和脑磁图等,
3、外科手术器材更新:手技-工具-AI。1950年代出现了手术显微镜,陆续又出现了双极、导航等,2010年出现了达芬奇手术机器人,除了神经外科不能用之外,其余各个学科都有所采用。
神外三个时代
1904-1950:经典神经外科时代:
1950-2000:显微神经外科时代:
当前:微创神经外科时代:解剖-出现微观、新的脑图谱;影像-出现了脑磁图、功能磁共振、PET、DTI等,手术器械-出现了AI、超声波、神经内镜等。
影像学:医工结合的典范


第一个高峰:脑解剖成像、气脑造影、颈内动脉造影;
第二个高峰:CT、磁共振、PE、脑磁图、脑功能成像;1936年出现磁共振,磁共振领域在这些年出现了七、八位诺奖获得者,从这个角度看,医工结合是必须的。通过功能磁共振可以对不同意识障碍的病人进行判断。美国哈佛在2010年出现了多种影像引导手术室(AMIGO),影像/手术一体化-术中MRI+DSA。
在第二个神经影像高峰中,神经外科能够做到今天的水平,很关键的一个技术就是导航,导航能够把所有神经影像资料融合在一起,术中实时参考,对我们了解脑功能的损伤起到了很重要的作用。这也是神外能够介入到脑计划中一个很重要的技术基础。
第三个高峰:脑认知成像,正好契合我国脑研究计划。
医工结合几个机遇
1、神经电调控技术:治疗帕金森病非常成熟了,但最近发现还可以治疗疼痛、脊髓瘫痪病人膀胱和呼吸的控制,特别是促醒植物人。更值得注意的是,天坛医院和台湾专家合作,开展了几例阿尔茨海默症的DBS治疗研究,也取得了一些初步的成果。天坛医院张建国教授和清华大学李路明教授共同开发了国产DBS,可以在磁共振下开机,看到环路的变化。
2、神经电生理学:神外可以在开颅后用电生理技术来验证脑功能,比如术中唤醒,通过电刺激来确定不同脑区的功能。另外功能磁共振+神经电生理,加拿大采用Rosa机器人来定位癫痫症来毁损。通过电生理的技术还可以进行脑网络的研究,这也是脑机接口的重要技术基础。脑功能神经重塑,通过手术来验证了这个理论。
3、近红外线快速诊断工具:体积和笔记本电脑差不多,最大的价值是可以装在急救车上,可以确定脑卒中是出血还是缺血,为后续治疗做好准备。而且还可以用在孕妇和儿童上。
4、3D打印:天坛医院有一个北京市科委的3D打印实验室,目前可以打印动脉瘤的模型和肿瘤的模型。
5、人工神经桥管作脊髓移植支架+神经干细胞:对脊髓损伤以后,缓解病人的瘫痪。


6、机器人开颅:2015年加拿大已经发明了脑手术机器人,但美国FDA一直没有批准,可能是因为机器手不能判断手术切除程度。2018年美国开发了神外开颅机器人,是做外面的开颅而不是颅内的手术,我觉得这个方向是完全可以做的,因为画切口,开颅,切硬膜,机器人是完全可以做的。我觉得我们也可以和理工专家共同来开发开颅机器人。

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