對于我國370多萬脊髓損傷患者來說，這項成果的意義是巨大的。

在手術中植入人工脊髓系統，通過智能優化調控與針對性康復訓練，近日，一名車禍截癱患者，成功實現一步一步向前行走。

該成果由清華大學神經調控國家工程研究中心、昌平實驗室聯合北京清華長庚醫院共同完成。在團隊的聯合攻關下，人工脊髓系統在患者體內發揮神奇功效，實現了和患者的運動協同。從下肢無法運動到逐步恢復自主運動功能，再到實現自主站立、手持助行架自主行走，科幻電影中的場景就這樣走進了現實。

脊髓神經調控幫助截癱患者重拾行走

脊髓損傷被稱為不可逆轉的“世界性難題”。該疾病部分或全部阻斷大腦與外周神經系統之間的聯系，嚴重影響下行控制信號及上行感覺信號的編碼和傳輸，導致損傷平面以下身體區域的運動和感覺功能減退甚至完全喪失。幾乎所有脊髓損傷患者都伴隨著不可逆的四肢或雙下肢截癱，導致無法正常生活和從事體力勞動。同時，住院治療及后續的康復費用高達數百萬元，為患者家庭和社會都帶來沉重負擔。

團隊帶頭人、神經調控國家工程研究中心主任李路明介紹，人工脊髓項目團隊基于腦起搏器的研究經驗，經過多年的技術準備，在國家工程研究中心和昌平國家實驗室的支持下，于2021年正式開展脊髓損傷患者的臨床試驗，招募了第一位運動完全性脊髓損傷的下肢截癱患者入組。通過在患者脊髓硬膜外植入高密度刺激電極陣列，并對脊髓區域與下肢和軀干運動相關的神經進行基于空間-時間編碼的節律性序列刺激，重新構建運動指令，幫助患者恢復了對其下肢肌肉的部分控制，重建了患者的行走步態。經過一段時間的康復訓練，患者逐漸恢復自主站立與行走等運動功能。

近年來脊神經調控治療脊髓損傷導致的截癱成為學術界的一個熱點，是工程科學、神經科學和臨床醫學融合結合解決臨床挑戰的一個標桿。

該名患者在清華長庚醫院神經外科完成手術植入，后在康復醫學科進行了康復訓練。“就像電纜斷裂后無法繼續通信，脊髓損傷患者的神經信號無法在大腦和外周神經之間正常傳遞。植入人工脊髓系統后，通過電刺激將患者發出的運動信號傳遞到損傷部位，發揮神經固有的環路功能，作用于患者本身并支撐他完成運動指令，從而實現運動的重建。”清華長庚醫院神經外科主任王貴懷表示。

“團隊在確認患者進入康復平臺期后進行了人工脊髓系統的植入，后續的脊髓神經調控和康復幫助患者重新建立了對損傷平面以下肌肉的適應性控制。患者先是恢復了簡單的自主運動功能，之后在減重設備的輔助下實現自主站立和行走，現如今可以擺脫減重設備實現自主站立和手持助行架的自主行走。”清華長庚醫院康復醫學科主任潘鈺介紹道。

患者自主行走步態分析

團隊成員、清華大學航天航空學院眭亞楠副教授介紹，人工脊髓系統讓喪失肢體運動能力的脊髓損傷患者恢復了對損傷平面以下肌肉的自主控制。團隊研發的智能調控技術，可以根據患者的運動表現優化調控策略，并實現參數的實時調整和多種運動模式的自由切換，適應患者需求，幫助患者進行簡單的日常活動。經過優化調控和康復訓練，患者的恢復效果得到大幅提升。

服務健康中國戰略，提升國民健康水平，人工脊髓技術這一創新療法正在為脊髓損傷患者的康復開辟一條新路。“這一工作在全球都處于探索階段，是一項挑戰巨大、交叉性很強的研究，多學科研究人員需要與患者通力配合，克服各種困難，推動臨床應用。讓人欣慰的是，在這個過程中見證了患者運動功能的一步步改善，同時也鍛煉了隊伍，特別是博士生解決問題的能力得到了提升，神經外科陸洋醫生，實驗室博士生張熹、李洪達都付出了很大努力。”李路明表示。

第一例人工脊髓受試者在清華園

清華大學111周年校慶期間，這位人工脊髓受試者來到清華園，通過自主行走展示了他的康復治療效果。團隊多年來磨砥刻厲、潛精研思的成果，能夠為更多需要的人帶來幫助，李路明說，“這對我們來說是一件非常幸運的事情”。