中国科学院空天信息创新研究院传感器技术全国重点实验室与哈尔滨医科大学附属第一医院神经外科合作，成功完成了“基于植入式微电极阵列的脑深部肿瘤边界精准定位”临床试验。这是全球首次将脑机接口应用于脑深部肿瘤术中边界精准定位的临床试验，标志着我国自主研发的植入式临床脑机接口技术取得了重要突破。该技术为神经外科手术提供了实时、高精度的“病灶导航”，有助于在切除肿瘤的同时最大限度地保护健康脑组织，提高患者术后神经功能保留率和生活质量。
神经胶质瘤、脑转移瘤等脑肿瘤发病率高、致死率高且易复发，由于其浸润性生长特性，导致肿瘤与正常脑组织边界模糊。因此，精确定位病灶边界对手术切除、放疗规划及预后评估至关重要。然而，现有的术前检查手段如MRI、CT虽能大致定位肿瘤位置，但无法反映手术中的动态变化，误差较大；术中超声、黄荧光导航等技术也难以实时、精准区分正常脑组织与肿瘤组织；皮层脑电图（ECoG）虽然分辨率为毫米级，但无法达到单细胞水平识别，存在检测滞后性。因此，医学界急需一种能在术中实时判读、精准识别的技术。
此次临床试验采用了中国科学院空天信息创新研究院自主研发的临床脑机接口微电极（NeuroDepth）和多层次调控与高通量神经信号同步检测仪（AIRCAS-128）。NeuroDepth临床微电极基于微机电系统（MEMS）工艺和纳米功能材料技术，是一种新型高时空分辨、多位点的脑机接口神经探针，最长可达9.5厘米，厚度不超过0.2毫米，空间分辨率达15微米，具有高韧性和生物安全性，可在全脑任意位置实现单细胞水平电活动原位动态微损伤检测。通过实时信号检测与特征识别，它能够高精度识别肿瘤边界。AIRCAS-128神经信号检测仪则可以同步采集、分析海量神经信号，将电极捕捉的原始信号转化为精准的“病灶导航”。
NeuroDepth临床微电极的优势主要体现在三个方面：一是探测范围更广，突破了传统神经电极仅能检测脑表面和浅层的局限，可探测全脑任意区域；二是定位精度更高，空间分辨率达15微米，能识别单个神经细胞的活动；三是信息维度更全，不仅能检测神经电信号，还能同步检测化学信号（如多巴胺、谷氨酸等神经递质），为区分肿瘤组织与正常组织提供全面依据。这些性能为及时发现病灶、精准识别病灶边界提供了关键技术支撑。
本次临床试验针对一位因脑肿瘤压迫而出现语言混乱症状的胶质瘤患者。医务人员结合影像数据，通过NeuroDepth临床微电极实时反馈的单细胞水平神经信号，成功精准识别了肿瘤边界，并在最大程度保护功能区的同时，实现了肿瘤的完整切除。术后，患者的语言表达清晰流畅，生活质量得到显著提升，同时避免了新的神经功能受损，为后续康复和治疗打下了坚实基础。
中国科学院空天信息创新研究院自2007年起已研制出一系列硬质/柔性植入式脑机接口神经微电极阵列和仪器，在国际上首次实现从器件到系统的活体神经细胞原位双模同步、高通道、高时空分辨率检测。未来科研团队将与医疗部门进一步拓展技术应用领域，计划推进高精度脑机接口视听觉功能重建，帮助失明、失聪患者恢复感知；推进血管介入脑机接口在卒中后康复、脑积水治疗等领域的临床应用，助力偏瘫患者完成运动功能。
