3 月 28 日消息，湖北藥監(jiān)官方公眾號昨日（3 月 27 日）發(fā)布博文，報(bào)道稱武漢協(xié)和醫(yī)院葉哲偉教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合衷華腦機(jī)公司，全球首次發(fā)布微米級腦機(jī)接口多模態(tài)三維圖譜。

該成果融合 micro-CT（12μm 分辨率）、9.4T 超高場磁共振與混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)顱骨、腦功能區(qū)、血管與植入電極的微米級三維可視化，精度較傳統(tǒng)影像提升百倍，為腦機(jī)接口手術(shù)與醫(yī)學(xué)教育樹立新標(biāo)桿。 

腦機(jī)接口

援引博文介紹，腦機(jī)接口是一種能夠在大腦與外部設(shè)備之間建立直接連接的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)人與外部設(shè)備的信息交互。

腦機(jī)接口技術(shù)作為一種革命性的人機(jī)交互技術(shù)，其作用機(jī)制是繞過外周神經(jīng)和肌肉，直接在大腦與外部設(shè)備之間建立通信與控制通道，通過捕捉大腦信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和控制，被譽(yù)為“元宇宙終極交互形態(tài)”。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，侵入式腦機(jī)接口可以直接讀取大腦信號，幫助癱瘓患者控制外部設(shè)備。

傳統(tǒng)挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)二維影像難以直觀展示腦機(jī)接口電極與腦組織功能分區(qū)、血管和顱骨的復(fù)雜空間關(guān)系，導(dǎo)致手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高、學(xué)習(xí)曲線陡峭。

作為一種能夠讓用戶在真實(shí)世界與虛擬影像進(jìn)行實(shí)時(shí)交互的先進(jìn)可視化方案，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助外科醫(yī)生在腦機(jī)接口植入的術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中輔助及手術(shù)結(jié)果進(jìn)行直觀呈現(xiàn)。

受制于臨床 CT 檢查的掃描精度，醫(yī)學(xué)影像的分辨率通常在毫米級，醫(yī)學(xué)混合現(xiàn)實(shí)影像的構(gòu)建精度也在毫米級。

團(tuán)體突破

武漢協(xié)和醫(yī)院與衷華腦機(jī)研究團(tuán)隊(duì)攜手，成功結(jié)合高分辨率成像技術(shù)與混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過融合 micro-CT、9.4T 超高場磁共振，實(shí)現(xiàn)了大鼠腦機(jī)接口植入模型的微米級多模態(tài)混合現(xiàn)實(shí)成像。

這一系統(tǒng)能夠通過混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在三維空間直觀地展示微米級腦組織功能分區(qū)、顱骨、腦血管和腦機(jī)接口裝置的位置關(guān)系，為腦機(jī)接口的術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中輔助和術(shù)后呈現(xiàn)提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人葉哲偉教授介紹，醫(yī)生戴上 MR 眼鏡后，能擁有透視眼‘穿透’顱骨和腦組織，動(dòng)態(tài)觀察電極與大腦皮層和腦部血管的微米級三維空間位置關(guān)系，這是傳統(tǒng)影像無法實(shí)現(xiàn)的。

通過混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將微米級腦結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)百倍的放大呈現(xiàn)，醫(yī)務(wù)人員可以在三維空間對腦機(jī)接口與腦部結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系進(jìn)行全方位立體觀察，并建立三維圖譜。

將腦機(jī)接口醫(yī)學(xué)影像的混合現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)從毫米級提升到微米級，極大提高了腦機(jī)接口手術(shù)的精準(zhǔn)性和安全性，也為腦機(jī)接口的進(jìn)一步深入研究及醫(yī)學(xué)教育開創(chuàng)了全新范式。

武漢協(xié)和醫(yī)院與衷華腦機(jī)的這一研究成果，發(fā)表于華中科技大學(xué)主辦的英文 SCI 期刊 Current Medical Science，并成為封面文章。